肿瘤表遗传学临床应用的研究

 (本文将在今年"国际遗传学杂志"上发表)

 

1  概述

表遗传学在整个现代生物医学中是最具前景和迅速扩张的研究领域之一，表遗传学研究具有重要的理论和实践意义。多细胞有机体的正常功能，依赖于基因型决定的细胞基本特性，与表遗传学调控机制间的密切协同作用。调控基因表达的表遗传学机制主要有DNA甲基化、组蛋白修饰和调节ncRNA等。在哺乳动物正常发育和组织特异性基因表达模式的建立和维持中，表遗传学机制至关重要，表遗传学机制的紊乱将导致基因功能的异常，引发许多人类疾病，如癌症、自身免疫疾病和神经性障碍等^[1-5]。江苏省肿瘤医院肿瘤内科薛开先

癌症发生和演附近进的所有阶段，都是由表遗传学异常和遗传学改变所驱动。这些改变影响整个表基因组，其中肿瘤抑制基因的灭活和原癌基因的活化，产生癌变细胞的生长优势、克隆扩增和不断演进，最终导致肿瘤的形成。与癌症的遗传学改变相似，一些表遗传学改变也是遗传和稳定的，并是肿瘤特异性的，因此作为癌症的分子生物学标志已广泛用于癌的风险评价、早期检测、预后分层和治疗反应的预测等；另一方面不同于遗传学改变，表遗传学改变包括DNA甲基化和组蛋白修饰在药理上是可逆的，这就有可能开展逆转癌症的靶向治疗。目前这两个方面均取得了成果，提高了癌症的检测效率和治疗效果，为进一步改善癌症患者的管理提供了机会^[2-4，6]。

在各种表遗传学机制中，作为肿瘤生物学标志研究和应用最多是DNA甲基化，可能基于如下几个原因：① 发现最早、研究时间最长和积累的资料和经验最多；② 特定甲基化模式的复制机制已较清楚，符合作为遗传机制的要求，即在DNA复制后形成的半甲基化的子链中，根据亲本链的甲基位点，在维持型DNA甲基转移酶DNMT1的催化下，在子链回文对称的胞嘧啶上进行甲基化；③ DNA甲基化改变比其他表遗传学机制更为稳定，检测方法成熟，并在不断改进中^[3，7，8]。

就方法学而论，应用PCR为基础的各种DNA高甲基化检测技术，多数是检测甲基数量增加，检出增益信号远比检出信号的丢失更特异、更敏感；这样高甲基化的检测比检出信号丢失的等位基因杂合性丢失（LOH）、微卫星不稳定性（MSI）的结果更敏感、可靠，因此有可能从癌和癌前组织排出到体液（血液、尿液和痰液等）的微量脱落细胞或游离DNA中,检出特异性的异常甲基化，这引起了临床研究者的广泛关注^[3]。在下文中将有较多的例证。

近几年来表基因组学发展迅速，随着进行大规模表基因组研究技术的突破，就有可能绘制表遗传学标志：DNA甲基化、组蛋白修饰和核小体定位的图谱，它们是调控基因和ncRNA表达的关键。这样就有可能阐明疾病的表遗传学机制，综合地理解在疾病和健康状态下，表遗传学机制及其之间的相互作用和改变，这些已成为生物医学研究的优先领域^[9]。

 

2  癌症的风险评估

过去几十年来,依据主流的体细胞突变理论，癌变起因于遗传学改变，治疗是为逆转这些改变，然而过去30年癌症死亡率变化很小；其中常见的肺癌、乳腺癌、结肠癌和前列腺癌转移患者的生存率几乎没有改变[10，11]。这些大量的临床实践突显出，指导癌症研究的理论需要适当修正；鉴于目前对晚期癌症尚无有效的处理方法，癌症的早期发现、早期诊断和早期防治显得尤为重要。

癌症是遗传学和和表遗传学改变积累和相互作用的结果，但已有研究发现，在癌变的早期表遗传学改变可发生在遗传学改变之前，甚至在癌症发生前表遗传学改变就已存在[1,6,12]。因此可将这些早期表遗传学改变作为生物学标志，在风险人群中鉴定特定癌的高危个体和病因危险因素，这样就有可能采取生活方式干预、化学预防和早期诊断筛查等[6]。上述研究应成为富有特色的、肿瘤表遗传学的重要研究方向。

2.1 评价癌症风险的影响因素和表遗传生物学标志    在特定人群评价某种癌症风险的影响因素及其生物学标志，有助于及时在高危人群中进行生活方式和环境干预，以降低癌症的发病率和死亡率[3，6]。以往用于异常DNA甲基化模式的研究，多用肿瘤组织和配对的周围、外观正常的组织，近来趋于采用替代材料，即含有脱落癌细胞及其游离DNA的血液、痰和粪便等，这些是有吸引力的材料，可望用来发现环境暴露和肿瘤发生的新生物学标志 [13，14]。

现已表明，基因组总体低甲基化增加其不稳定性，提高患癌风险；外周血白细胞总体低甲基化，与成人癌相关联。为评价白细胞的低甲基化水平，常检测其DNA中富含CG重复序列的长散布核元件 (long interspersed nuclear element LINE)、Alu和Sat（satellite）等的甲基化[14，15]。在上海完成的、一组大样本膀胱癌的病例对照研究中发现，在对照人群中经常服食十字花科蔬菜的男人，LINE-1甲基化水平提高；在敏感基因型吸烟者中，LINE-1甲基化水平下降。在病例对照研究中观察到，在从未吸烟的人群降低的LINE-1甲基化与增加的膀胱癌风险相关（P=0.03）。看来在一定基因型的人群中，吸烟是膀胱癌的危险因素，经常服食十字花科蔬菜是男人的保护因素 [16]。较早在欧洲完成的、首例大样本膀胱癌的病例对照研究表明，血细胞DNA低甲基化增加了患膀胱癌的风险，这一相关性不受吸烟和其他评价危险因素的影响；基因组DNA中甲基化的总量，提供了评价某些癌症类型易感性的、有价值的生物学标志[17]。

    DNA高甲基化是肿瘤抑制基因沉默的主要表遗传途径，也是癌变的重要表遗传机制之一。在一项大规模的肺癌病例对照研究证实，异常DNA甲基化以肿瘤和基因特异性的方式发生，肺癌组织与对照血样相比，仅存在MTHFR、RASSF1A和 CDKN2A基因的高频率异常甲基化，而没有观察到GSTP1和CDH1甲基化水平的显著增加；还发现吸烟、性别和饮酒对RASSF1A和MTHFR基因的甲基化水平有很大的影响；其中肺癌的MTHFR高甲基化与吸烟之间呈强相关，而其他检测基因的甲基化水平与吸烟无关，这表明烟草烟雾靶向特定基因引发甲基化[13]。在另一组套式肺癌病例对照的前瞻性研究中，定量检测两组血细胞的DNA甲基化水平，发现RASSF1A高基化、甲基化水平随1-碳代谢产物和维生素B而改变；总体上叶酸与RASSF1A和MTHFR增加的甲基化水平相关，而甲硫氨酸与下降的RASSF1A甲基化水平相关。在不吸烟者与叶酸的关联性较为显著，而在不断吸烟者与甲硫氨酸的关联性较为明显。作者认为，这些结果说明了血液样本能用于前瞻性研究[18]。

    胃癌是常见的人类消化道肿瘤，在一组大样本的病例对照研究表明，外周血白细胞低甲基化人群与高甲基化人群相比增加了胃癌的风险，虽然未达到统计显著水平，但进一步分组分析显示， Alu低甲基化的、年龄在70及以上的人群则显著增加了胃癌风险（P=0.02）;对于具有癌家族史、现症吸烟和饮酒者、以及从不或很少食用水果等高危人群， LINE-1低甲基化则显著增加了胃癌风险（上述各危险因素检验的P值，分别为0.01, 0.02, 0.05和0.03等）[15]。幽门螺杆菌是胃癌发生的病因因素，在诱发胃癌过程中除引起一些基因的高甲基化外，还在受感染的胃粘膜某些靶细胞诱发Alu和Sat α重复序列的低甲基化[19]。上述资料显示，癌家族史、现症吸烟、饮酒和幽门螺杆菌感染是胃癌的危险因素，而经常吃水果，是胃癌的保护因素；外周血白细胞DNA低甲基化与宿主某些特性之间的相互作用，决定了胃癌风险[15,,19]。

2.2 鉴定遗传易感和暴露人群中的癌症高危个体  癌变是遗传因素与环境因素相互作用，引发原癌基因活化和肿瘤抑制基因灭活、长期积累的结果，在癌变早期产生上述基因活性变化的表遗传学改变，可发生在遗传学改变之前，甚至在癌变前就已存在[1,6,12]，因此只要鉴定出敏感、特异的表遗传生物学标志，单独或结合个体肿瘤遗传易感性和特定暴露环境的分析，就有可能筛查出癌症高危个体。

    BRCA1是肿瘤抑制基因，其种系突变是家族性乳腺癌综合征主要的病因改变之一；同时BRCA1基因启动子的高甲基化，在人散发性乳腺癌的病理发生中也起重要作用。在各200例的乳腺癌病例-对照研究中发现，外周血细胞BRCA1启动子高甲基化, 在乳腺癌组是21.5%，对照组是13.5%, 调整的比值比1.73, P=0.045; 如将乳腺癌分成有、无BRCA1启动子甲基化两组，对于BRCA1阳性乳腺癌，比值比高达17.78, P<0.001。可见，具有外周血细胞BRCA1启动子甲基化的被检者，是易患BRCA1甲基化乳腺癌的高风险个体[20]。

DNA低甲基化引发基因组不稳定性，增加患癌的风险。在一组大样本膀胱癌病例对照研究表明，血细胞DNA低甲基化增加了患膀胱癌的风险；基因组DNA总甲基化的量，是检测易患一些癌症的有效生物学标志[17]。近年来的研究，多用检测外周血DNA LINE1的甲基化，用来反映整体DNA甲基化水平的变化，在另一组的病例对照研究中表明，当LINE1达到最低水平时，膀胱癌风险提高1.8倍；砷的水平与降低的LINE1水平相关，可见LINE1的低甲基化是膀胱癌风险的重要生物学标志[21]。在国内完成的大样本膀胱癌病例对照研究表明，降低的LINE-1甲基化与增加的膀胱癌风险相关（P=0.03）；在GSTM1或GSTT1缺失基因型的吸烟人群，两者间的相关性最为显著（P=0.006）。可见，表遗传生物学标志结合遗传易感性和暴露危险因素分析，可提高癌症高风险个体的检测水平[16]。

    除LINE-1外，另二个重复元件Sat2和Alu在血细胞的甲基化也被用来鉴定癌症高危个体。例如在51例5-17岁女孩中，与无乳腺癌家族史的女孩相比，有家族史女孩总甲基化水平较低，但在对各种相关因素调整后，仅有Alu的低甲基化与家族史相关[14]。在胃癌病例对照研究显示，也只有LINE-1低甲基化，对于具有癌家族史、现症吸烟和饮酒者、以及从不或很少食用水果等高危人群，显著增加了胃癌风险[15]。在结肠癌病例对照研究表明，每天叶酸摄入量≥400mug的参与者与<200mug者相比，明显不太可能患LINE-1低甲基化的结肠癌；而大量饮酒者则有高风险患LINE-1低甲基化结肠癌[22]；今后如能在前瞻性研究中证实了这些相关性，LINE-2则可望在这些遗传易感和暴露的危险人群中检出高危个体[14]。

3  早期诊断与筛查

癌症患者死亡率高的关键问题在于，许多癌症在明确诊断时已成为具有耐药性、并已转移的晚期癌症，失去了有效治疗的机会。癌症如能被早期发现，通过早期治疗而获益，据估计可提高癌症患者生存率3-4倍。在宫颈癌通过巴氏试验（Papanicolau test）筛查发现无症状的癌患者，早期手术切除，显著提高了患者的生存率；然而在一些常见癌症如肺癌、大肠癌、乳腺癌和前列腺癌等，筛查与早期诊断仅取得了有限的成功，存在检出效率低和假阳性率高等问题，目前正在积极开发新的生物学标志，结合传统筛查技术以期克服上述问题，表遗传学标志是重点研究领域之一，尤其是应用无创、易得的痰液、粪便和血液等的DNA研究值得关注^[3,26,27]。

3．1 肺癌    肺癌是当今世界最常见的恶性肿瘤，其死亡率居于各种癌症首位。在我国每年约40万例患者死于肺癌。已有研究显示，I期肺癌术后10年生存率高达到92%，，可见降低肺癌死亡率的关键也在于早期诊断和早期治疗。近十多年来，不断有作者研究开发特异性的DNA甲基化标志，用于肺癌早期诊断的研究， ^{[3，28，29]}。

本世纪以来，应用检测DNA甲基化灵敏度不断增加的、各种PCR技术，评价癌相关基因异常甲基化改变，作为癌症早期诊断的生物学标志取得进展。在2000年完成的、包括存档痰液的系统研究表明， p16和O⁶ -甲基鸟嘌呤- DNA甲基转移酶基因的异常甲基化，可在100 ％鳞状细胞肺癌患者的痰液DNA中检出，甚至可追溯到临床诊断前3年。此外，在无癌、高风险个体痰液中该标志的出现率接近其终生肺癌风险。可见，能将特异性癌相关基因的异常甲基化作为分子标记，可用于人群为基础的筛选检测早期肺癌^[30]。

进一步前瞻性肺癌病例对照研究，在痰液DNA评介了14个基因启动子甲基化的改变，发现其中3个或更多基因的同时甲基化，增加了6.5倍的患癌风险；近段痰的检测发现，随着临近肺癌诊断的时间，基因启动子甲基化的发生率增加。并证实了p16基因的甲基化是吸烟者肺癌最早的表遗传学改变之一。显示痰液中基因启动子甲基有望作为分子标记，筛查发现癌高风险人群，进而检出早期肺癌患者^[31]。

近来在原发性肺癌的癌组织和诱发痰液中，检测HOXA9基因异常甲基化改变，结果表明，和对照组相比，肺癌组织的HOXA9的高甲基化显著高于对照组（(67.4% ± 17.6% 比23.6% ± 10.3%; p<0.001)；在肺癌、良性肺疾病和对照组痰标本，HOXA9的甲基化率分别为23.4% ±15.9%, 14.9% ± 7.9%, 和 9.7% ± 5.0% ( p<0.001 )。包括早期肺癌在内的全组肺癌中，HOXA9基因的高甲基化达80%（32/40），可望作为早期诊断和预后的生物学标志[32]。

3.2 大肠癌    大肠癌是国内外最常见的恶性肿瘤之一。大肠癌发生的腺癌-癌顺序，适合作早期诊断的研究。近年来不少研究，采用粪便DNA检测表遗传学标志，用于大肠癌的早期诊断。已有工作表明，在大肠癌活检标本中检测癌相关基因启动子的甲基化，能鉴定大部分的大肠癌；进一步有作者应用甲基化特异性熔解曲线分析(methylation-specific melting curve analysis MS-MCA)，检测粪便DNA 中4个癌相关基因(RARB2, p16INK4a, MGMT和APC)， 在健康人、大肠炎症、腺瘤和癌症患者中的改变，来自初检组的结果表明，癌症检出率为9/12（75%）,腺瘤为12/20（60%），没有假阳性；在复检组癌症检出率为16/26（62%）, 腺瘤为40%；在健康人未见到四种基因有明显的甲基化改变，但在炎症组RARB2标志，2/15（13%）为阳性。上述结果提示，应用MS-MCA分析一组粪便DNA的甲基化标志，是大肠癌较好的、无创性检测的方法，可望用于大肠癌的早期诊断和筛查^[33]。

    miRNA是近年来研究不断增多的肿瘤表遗传学标志。已有研究指出，miRNA总体下调是大肠癌普遍特征，CpG岛的高甲基化是miRNA沉默的机制之一；miR-137CpG岛的甲基化是癌特异性的事件，见于所有的大肠癌细胞系（6株），腺瘤为81.4%, 大肠癌为81.4%；而在CRC的正常粘膜为14.4%，健康人肠粘膜为4.7%，两者与大肠癌间差异非常显著（P<0.0001）。miR-137的表达局限于正常粘膜的结肠细胞，并与甲基化水平呈逆相关。Mir-R137前体转染进大肠癌细胞，显著抑制细胞增殖；它在结肠起肿瘤抑制基因的作用，并通过启动子的甲基化频发灭活。在大肠腺瘤miR-137的甲基化沉默提示，它是大肠癌发生的早期事件，有早期诊断的价值^[34]。

3．3 鼻咽癌    鼻咽癌是我国南方省市较为高发。未分化鼻咽癌与EB病毒感染呈强相关，可用检出EBV抗体和病毒DNA，筛查高危人群中；肿瘤抑制基因启动子区的高甲基化，有望作为鉴定早期鼻咽癌的、互补的生物学标志。应用甲基化特异性PCR，未分化鼻咽癌石蜡或印迹标本DNA的检测结果有81.8%的一致率。未分化鼻咽癌检测肿瘤抑制基因的甲基化率分别是DAPK1 79.2%, CDH13 77.4%, DLC1 76.9%, RASSF1A 75.5%, CADM1 69.8%, p16 66.0%, WIF1 61.2%, CHFR 58.5%, RIZ1 56.6% and RASSF2A 29.2%；在EBV感染的高危人群，高频甲基化的基因是CDH13、DAPK1、DLC1和CADM1，低频甲基化的是p16和WIF1，从未测出甲基化的是 RASSF1A, CHFR, RIZ1 and RASSF2A；健康人群与高危人群有类似的甲基化模式。应用RASSF1A和p16组合就能区分未分化鼻咽癌和非癌受检者，最好的结果来自5个基因(RASSF1A, p16, WIF1, CHFR and RIZ1)甲基化标志的组合，检出率高达98%。可见，结合检测EBV和多基因甲基化标志，可用来评估未分化鼻咽癌风险和早期诊断^[35]。

其他肿瘤也有不少同类研究，如有作者应用甲基化特异性PCR，比较研究了在正常胃黏膜、肠化生、上皮细胞不典型增生和早期胃腺癌中，5种基因（p16, Runx3, MGMT,DAPK, and RASSF1A）的启动子的高甲基化。结果表明，正常胃粘膜不存在5种基因的甲基化；p16、 Runx3、MGMT和DAPK基因的甲基化灭活，在胃癌前损伤和早期胃腺癌发生中起重要作用，而RASSF1A是恶性转化的较晚的事件。虽然还是需要进一步确认，但评价癌前损伤的癌变风险和肿瘤早期诊断提供了实验依据[36]。

4 分子分类与预后

传统的肿瘤分类是根据其形态学特征，然而具有相似组织学分类的肿瘤却有不同的临床预后和不同的对化疗反应。传统分类方法的局限性，促使寻找基于分子生物学分析的新的肿瘤分类方法[37]。

4．1 DNA甲基化    启动子区的高甲基化，是肿瘤抑制基因灭活的重要机制之一，它在肿瘤的发生与演进中起重要作用，因此应是一个良好的肿瘤生物学标志。 在一组40个月内有早期复发（51例）、无早期复发（116）的I期肺癌患者中，比较研究了6个癌相关基因的甲基化与复发的关系。原始试验组的结果表明，肿瘤中p16、 CDH13、 RASSF1A和APC等基因启动子甲基化和组织学上肿瘤阴性淋巴结者的肿瘤复发相关。若在肿瘤和纵隔淋巴结两者都有p16 and CDH13启动子区甲基化，癌复发的比值比为15.50；若与确认试验组的20例I期肺癌结合，癌复发的比值比高达25.25[3,40]。

CpG岛促甲基化表型（CpG island methylator phenotype CIMP）表现为，同时存在多个肿瘤抑制基因高甲基化，并与许多癌症的生物学恶性程度相关。在115肝癌标本和48相应非癌肝组织中，应用甲基化特异性PCR，检测10个肿瘤抑制基因甲基化状态和CIMP。

结果表明， CIMP +（有6个或更多的基因甲基化）在115例肝细胞癌中发现有68例（59.1％），而在48份非癌肝组织中无1例发现。分层单因素分析发现，具有肿瘤淋巴结转移（TNM）肝癌患者中CIMP +与CIMP-者相比，明显缩短了总生存期（overall survival OS）（P = 0.002）和无复发生存期(recurrence-free survival RFS)（P = 0.042）。多变量分析显示，在TNM I期肝癌患者，CIMP+对OST 和 RFS是独立的预后因素（P值分别为0.015和0.032）。可见，CIMP+与早期肝癌患者术后复发相关，这有助于分层肝癌患者的复发风险和设计辅助治疗[41]。另一组在肝癌的同类研究表明，不同的肿瘤分期（TNM）的患者有不同的CIMP状态；有高频CIMP的肿瘤患者比低频或无CIMP的肿瘤患者有更短的生存期。这些结果提示，CIMP可作为肝癌晚期和不良预后的分子标志[42]。

4.2 组蛋白修饰    组蛋白修饰的异常改变参与肿瘤的发生和演进。已有研究显示，癌细胞在基因和细胞核水平都发生了组蛋白修饰模式的改变。应用免疫组化检测组蛋白H3赖氨酸-18乙酰化(histone H3 lysine-18 acetylation H3K18Ac)和组蛋白H3赖氨酸-4二甲基化(histone H3 lysine-4 dimethylation H3K4diMe)在前列腺癌中总水平；应用微阵列技术检测表遗传基因表达；结果表明，H3K18Ac和 H3K4diMe是无复发存活的独立预测指标，当高水平时分别增加1.71倍 (P < 0.0001)和1.80倍(P = 0.006)复发风险。在另一独立的研究组，特定一组基因的表达谱，能鉴别非恶性和恶性前列腺组织^[43，44]。

在肺癌、前列腺癌和肾癌完成的类似研究也表明，H3K4me2和H3K18ac的细胞水平也能用于临床预后；低细胞水平的H3K9me2与基因活性和抑制都相关，也是前列腺癌或肾癌不良预后指标，并独立于临床病理参数，如增殖标志ki-67或肿瘤抑制基因p53突变等。进一步研究表明，在较高恶性的癌细胞系，低细胞水平的组蛋白修饰与重复序列的低水平修饰相关，而不与基因组启动子相关。可见，低水平的组蛋白修饰预示较侵袭性癌症表型；在不同组织来源腺癌，预后的表遗传学模式惊人的一致^[44]。

4.3  miRNA    miRNA是小分子非蛋白质编码RNA，它们是基因表达的关键调控因子，在转录后水平调节mRNA的表达，在人类约调控30% mRNA，进而调节各种细胞功能；受调控的基因包括重要的癌基因和肿瘤抑制基因；另一方面，许多miRNA本身起癌基因和肿瘤抑制基因的作用，因此 改变的miRNA表达是许多癌症类型的特征[45,46]。

miRNA作为癌基因和肿瘤抑制基因参与癌变过程，例如在肺癌约有40-45 miRNA存在异常表达，因而构成特异性的miRNA的标志，其中一些在肺癌发生中起重要作用。例如，let-7家族中的转录物在肺癌中显著下调，因其能控制包括RAS途径在内的多种致癌途径，已被鉴定为肿瘤抑制基因。目前在肺癌中鉴定的潜在癌基因和肿瘤抑制基因的数目在不断增加。并有证据支持特殊的miRNA的标志可用于临床预后[46]。

    在106例膀胱癌和11例正常尿道上皮比较研究了miRNA差别表达，鉴定出几种miRNA可预示疾病的演进，具有潜在的预后价值。发现在癌组织中miR-145下调最显著，而miR-21最为上调。体外研究表明，miR-129有细胞生长抑制作用，诱发细胞死亡。分析临床肿瘤标本的基因表达资料，鉴定了与miRNA表达相关的、显著表达改变的靶mRNA，推断靶基因是GALNT1和SOX4。在临床miR-129异常改变与不良预后相关。这些研究有助于开发新的肿瘤生物学标志^[47]。

5 治疗

遗传学和表遗传学改变是癌症发生和演进中的基本动因，不同于遗传学突变，表遗传学改变是可逆的，这就呈现了逆转这些癌特异性改变，有可能阻止癌症的发生与演进，以及作为治疗的靶点，开发新的药物。近年来通过抑制表遗传学机制中的相关酶，以期在癌细胞恢复正常的表遗传学景观^[4748]；另一方面，作用于控制上述染色质修饰蛋白的药物，能调控成簇基因的表达，这就提供了高效治疗的可能性，而经典单靶作用的药物，对生化途径的简并是敏感的^[49]。这些可能就是为什么研发表遗传药物，成为近年来的焦点^[47]。

5．1  DNA去甲基化    在正常发育过程中基因表达的表遗传学调控，就是稳定地抑制那些对特定细胞类型不需要基因的表达，并维持所需基因的活性。DNA甲基化是一种重要的表遗传学机制，在这一基因表达调控过程中起至关重要的作用。正常DNA甲基化模式在胚胎发育中建立，并在谱系细胞间通过有丝分裂遗传[50]。

在癌变过程中正常甲基化模式被破坏，肿瘤抑制基因启动子区高甲基化引发的沉默是肿瘤细胞的一种标志。这就使DNA甲基化成为抗肿瘤治疗的、极好的靶标。几种合成和天然的小分子, 通过抑制DNA 甲基转移酶，能逆转DNA 高甲基化。这些酶能催化甲基转移至基因组DNA的胞嘧啶上。在培养细胞、动物模型以及临床实验，对这些药物潜在的抗癌的活性进行了深入的研究。发现伴随DNA的去甲基化，沉默基因的显著重新活化，细胞增殖抑制，促进细胞凋亡和癌细胞对其他化疗药敏感[51,52]。

目前美国食品和药品管理局（US Food and Drug Administration FDA）已批准四种表遗传作用的药物，其中两种为DNA甲基化抑制剂，另两种为组蛋白去乙酰基酶抑制剂，它们的临床适应症和主要临床试验结果参见表1^[53]。DNA甲基化抑制剂分别是5-氮胞苷（5-azacytidine），商品名是阿扎胞苷（azacitidine），为核苷类似物；另一种是5-氮2-脱氧胞苷(5-aza-2-deoxycytidine )，商品名是地西他滨（Decitabine）。 最初开发时它们是作为大剂量治疗的细胞毒药物，因毒性大临床应用较少；现在研究小剂量的癌症治疗，是不同的低甲基化治疗模式，有益于急性髓细胞性白血病和骨髓增生异常综合征。最近更多兴趣在上皮性癌如泌尿系统癌症的选择性低甲基化治疗，考虑到泌尿道癌患者通常是有多重共病老年人，因小剂量低甲基化药物的极佳耐受性，可提供更高治疗指数^[3,54]。

5.2  组蛋白去乙酰基酶抑制剂    表遗传学修饰引起癌症的发生和演进，可能用药物处理而逆转；其中包括组蛋白N端尾的氨基酸残基，经翻译后的乙酰化修饰；如用组蛋白去乙酰基酶（Histone deacetylase HDAC）抑制剂处理肿瘤细胞，可诱导其分化和死亡，瘤谱如此广泛，从血液至各种类型的实体肿瘤。HDAC抑制剂的作用机制虽尚待阐明，但现已

表1 已批准临床应用的表遗传学药物