大肠中的福尔摩斯：SEPT9基因甲基化

导读：结直肠癌(CRC)是导致人类死亡的第三大恶性肿瘤，2012年中国新增结直肠癌患者约40万人。美国预防服务工作组(USPSTF)统计发现60%的CRC死亡是可以通过定期筛查避免。

常规的结直肠癌筛查方法主要有两种：粪便隐血检测(gFOBT/iFOBT)和结直肠镜筛查。gFOBT检测结果易受饮食、药物和其他因素影响，检测稳定性不够，灵敏度范围从33%到75%，变化幅度大。iFOBT检测的灵敏度和特异性都优于gFOBT检测，但临床应用中常为定性检测，且随着样本存放时间增加其检出率大大降低。

而结直肠镜检测为侵入性检测，易导致肠道出血、穿孔和感染，且严重心脏病、心肺功能紊乱、急性腹泻、溃疡性结肠炎等疾病患者和孕妇都不能进行肠镜检查。上述两种结肠癌筛查人群筛查意愿非常低，中国50岁以上人群肠镜检查率低于3%，粪便隐血筛查率也低于5%，我们迫切需要更为方便和精确的筛查方法以提升结直肠癌筛查率。DNA甲基化检测就应运而生，血浆SEPT9基因甲基化是结直肠癌早期筛查指标，SEPT9甲基化检测灵敏度和特异性远远高于FOBT;检测样本为血浆，无需复杂的样本处理，操作便利，准确快速，无侵入创伤，是早期结直肠癌很有前景的筛查方法之一。

下面我们探讨一下这个检测的临床机制和检测特性：

DNA甲基化致癌机制

DNA甲基化是表观遗传调控的一种，基因启动子甲基化以后基因表达就会减弱甚至关闭，相当于基因的开关。恶性肿瘤中基因的开关多由DNA甲基化调控，几乎所有肿瘤中都会伴随DNA甲基化的异常改变，且常常高甲基化与低甲基化并存。如肿瘤细胞中抑癌基因启动子通常为高甲基化，导致抑癌基因表达受抑制丧失抑癌功能，从而促进癌症的发生。而低甲基化通常是整个基因组低甲基化或原癌基因启动子低甲基化，前者导致染色体结构稳定性降低，促进癌变发生，后者则会激活原癌基因，诱导细胞癌变。

SEPT9甲基化与结直肠癌

SEPT9基因有18个转录本，涉及肌动蛋白动力学、血管生成、细胞迁移、细胞增殖、细胞形状和细胞分裂等多种细胞生理学过程。研究发现在大肠癌组织中SEPT9_V2的启动子区域高甲基化导致该基因表达缺失，表明该基因在大肠癌发生过程中为抑癌基因。

SEPT9甲基化在腺瘤和结直肠癌组织中程度差异较大。结直肠癌样本中，从CpG岛3(CGI3)的核心到5’末端都存在异常甲基化，而腺瘤中CpG3的5’末端没有甲基化，这表明从腺瘤发展为结直肠癌的过程中，甲基化是慢慢扩展的。因此，SEPT9甲基化检测不仅可以特异性区分结直肠癌和腺瘤，筛查出结直肠癌早期患者，大大提高患者的疗效和存活率，同时可以根据甲基化程度判定结直肠病变分期，便于临床医生制定治疗方案.

SEPT9甲基化筛查结直肠癌：稳定中不乏灵敏及特异性

SEPT9甲基化检测筛查CRC的灵敏度及特异性如表1所示，SEPT9甲基化检测的灵敏度和特异性根据检测算法的不同也各有不同。研究发现SEPT9甲基化检测的特异性可通过增加重复检测次数而提高。Warrant等人对每个样本进行3次重复测试，若结果由其中任何一次实验(1/3算法)决定时灵敏度高达90%，特异性为88%。但如果其结果由2次实验共同(2/3算法)决定时，其特异性能达到99%，而灵敏度会降低到76%，若同时由3次实验决定检测结果时(3/3算法)特异性甚至能达到100%。

对于结直肠癌筛查而言，保证方法学的高特异性比高灵敏度更加重要。特异性高可确保真阴性率高，排除大量非癌症患者。因为一旦没有排除的非癌症人群进入下一步的确诊和治疗，将给患者带来严重的心理负担和不必要的过度治疗。同时对于疑似案例可通过多次定期随访检测提高SEPT9甲基化检测的灵敏度。因此结直肠癌筛查中，建议临床采用2/3算法甚至3/3算法(特异性100%)，确保筛查方法的特异性

SEPT9甲基化阳性率与CRC分期有关

SEPT9甲基化检测阳性率随着结直肠癌进展呈上升趋势。对结直肠癌I期检出率平均约为50%，II期和III期检出率约为70%，而IV期检出率几乎能到100%，同时检测能保持高达90%以上的特异性。表2数据表明SEPT9甲基化水平与肿瘤恶性程度有关，SEPT9甲基化检测是结直肠癌肿瘤和早期诊断(I期和II期)的有效方法。

研究发现，结直肠癌早期，如临床I期和II期，通过外科手术的治愈率分别为90%和75%。SEPT9甲基化检测可检出70%以上的早期结直肠患者，可大大降低结直肠癌患者的死亡率。

SEPT9甲基化检测已经证实是早期结直肠癌筛查很有前景的方法之一，其在临床应用中非常广泛：

(1)可作为有效的结直肠癌筛查方法;

(2)可作为结直肠癌疗效评估和复发转移的随访指标;

(3)可协助临床医生进行结直肠癌分期和分型;

(4)与其他癌症相关基因一起作为个性化治疗检测指标。