结肠癌和直肠癌临床特点及癌变相关分子机制的异同分析
研究背景：
结直肠癌作为消化系统常见肿瘤之一，近来在我国的发病率呈逐年上升的趋势。随着我国流行病学调查的逐渐开展，目前认为结肠癌和直肠癌在发病模式和病因学方面存在着明显差异。在我国直肠癌较结肠癌多见，但90年代与80年代相比所占比例有所下降，这一变化表明生活习惯和饮食结构的西方化与结肠癌的发病有密切关系，但相对于直肠癌的关系较小。同时结肠癌和直肠癌由于癌变部位的不同，临床表现存在明显差异，其相应的实验室检查、治疗手段等方面也存在的异同，流行病学资料表明结肠癌和直肠癌在发生和发展中肯定存在着差异。目前结直肠癌的癌变机制较为明确，其中经典的为“正常粘膜一腺瘤一腺癌”的染色体不稳定途径，其中包括一系列按时间顺序的癌基因激活和抑癌基因失活，以及Wnt途径的激活；另一与结肠癌发生密切相关的是微卫星不稳定途径。现在的大部分研究将结肠癌和直肠癌混杂在一起，结肠癌和直肠癌的发生过程是否也遵循这两条途径，还是各有侧重，癌变的分子机制有无差异至今为止尚不清楚。近来有报道认为在结肠癌癌变过程中APC，K-ras，p53等基因突变较多见，并且微卫星不稳定途径占有一定比例，这些初步的研究说明结肠癌和直肠癌中基因的表达是有所不同的，两者之间可能存在差异，但均有待进一步系统研究予以阐明。临床特点并的异同，在此基础上通过对结肠癌和直肠癌中APC，β-catenin，p53、wnt-1、MSH-2和MLH-1等蛋白的变化和K-ras基因突变的检测，初步探讨两者癌变途径和重要癌变基因的异同；同时采用基因芯片技术初步检测了结肠癌和直肠癌基因表达的差异，较为系统地探讨了结肠癌和直肠癌的癌变机制的异同，研究结果为制定符合中国人群的预防和筛查方案，降低肿瘤发病率及针对性的个性化治疗奠定了理论基础。
研究目的：
本研究首先通过总结近10年北京协和医院结肠癌和直肠癌住院病例1906例，回顾性分析其发病模式的变迁和临床表现、实验室检查、确诊方法、病理分期等临床特点的异同；同时分别选取结肠癌和直肠癌手术组织标本，通过高通量的基因表达谱芯片和免疫组化、基因测序等方法，探讨结肠癌和直肠癌癌变过程基因表达的差异，并针对结直肠癌癌变的染色体不稳定途径和微卫星不稳定途径中的重要蛋白表达和基因突变的异同进行检测，初步探讨我国结肠癌和直肠癌的发病模式、临床特点和癌变过程中分子机制的异同，为针对不同肿瘤类型进行早期诊断和预防、为大规模流行病学调查以及开展肿瘤筛查提供理论依据。
研究方法：
回顾性分析总结北京协和医院1999-2008年期间1906例住院的结肠癌和直肠癌患者病历资料，探讨了近年来结肠癌和直肠癌发病模式的变迁，并初步分析其在临床表现、实验室检查、确诊方法、病变分期等的异同；同时选取了结肠癌和直肠癌手术石蜡组织标本各30例，通过免疫组化的方法，检测结直肠癌癌变过程中重要蛋白APC、Wnt1、β-catenin、p53、MLH1、PMS2、MSH2、MSH6的表达，切割和PCR测序的方法研究k-ras突变；在此基础上，采用基因表达谱芯片技术分别检测结肠癌和直肠癌各8例组织标本，探讨两者癌变相关基因表达的差异。
研究结果：
临床资料分析表明，1999年～2008年期间结直肠癌收治比较80年代均明显增加(1.39％vs0.97%p＜0.05)，但结肠癌和直肠癌分别增加幅度无明显差异；40以下年轻患者近10年呈下降趋势，而70岁以上的患者有所增加，其中以直肠癌的变化更有统计学差异(p＜0.05)；直肠癌出现便血和大便习惯改变的几率高于结肠癌，分别为76.9%vs31.7%和71.9%vs33.9%(p＜0.01)；结肠癌大便常规检查异常明显低于直肠癌(36.5%vs76.6%p＜0.01)，血红蛋白下降在结肠癌中更为多见(40.9%vs29.2%p＜0.01)，CEA检查异常在结肠癌中更为常见(57.9%vs31.1%p＜0.01)；直肠指诊发现直肠癌的阳性率高达87.9%，结肠镜检查直肠癌合并息肉的人数少于结肠癌(35.7%vs19.7%p＜0.01)，病理分期均以中晚期为主。免疫组织化学检测表明，结肠癌和直肠癌组APC蛋白表达缺失的比例分别为40.0%和46.7%，Wnt1蛋白阳性表达的比例分别为50.0%和66.7%，虽直肠癌表达偏高，但无统计学差异，β-catenin阳性表达均在90%以上，p53阳性表达在直肠癌为86.7%，高于结肠癌的76.7%，但无统计学差异；MLH1、PMS2、MSH2、MSH6在结肠癌和直肠癌组织中的检测发现，结肠癌中有8例出现表达缺失，占26.7%，而直肠癌仅为4例，占13.3%(p＜0.01);4种蛋白缺失情况表明，无一例表现为单个蛋白的表达缺失，MLH1和PMS2蛋白同时缺失多见于结肠癌中(87.5%)，MSH2和MSH6蛋白同时缺失多见于直肠癌(100%)。K-ras基因突变在结肠癌和直肠癌中为53.3%和36.6%(p＜0.05)。表达谱基因芯片检测数据表明结肠癌和直肠癌癌变过程中存在10余种基因表达的差异。
结论：
近来结肠癌和直肠癌的发病率呈明显升高趋势，发病年龄趋于老年化；结肠癌的临床表现比较隐匿，贫血和CEA异常主要见于结肠癌中，直肠癌较少合并结肠息肉，直肠指诊是诊断直肠癌简便易行的方法之一；癌变机制方面，Wnt信号途径的激活在结肠癌和直肠癌癌变过程均起着重要作用，在直肠癌中Wnt途径的激活与Wnt1信号蛋白高表达和APC基因突变关系更为密切；变异型p53蛋白表达在两种肿瘤发生过程中均有着重要作用，结肠癌中K-ras基因突变明显高于直肠癌；错配修复基因突变导致的蛋白表达缺失在结肠癌中更为多见，主要以MLH1和PMS2突变为主，直肠癌主要为MSH2和MSH6。基因表达谱芯片结肠癌和直肠癌癌变过程中存在明显的基因表达差异。总之，结肠癌和直肠癌癌变机制既有共性，又有各自的特点。
结肠癌;直肠癌;基因芯片;临床特点;分子机制
清华大学医学部;北京协和医学院;中国医学科学院
硕士
消化内科
李景南
2010
中文
R735.3;R730.21
84
2012-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）