引用本文： 张云璐, 荆鹏飞, 聂攀, 王存. 遗传性结直肠癌突变基因序列的研究进展. 中国普外基础与临床杂志, 2020, 27(5): 634-640. doi: 10.7507/1007-9424.201907119 复制
中国已成为全世界结直肠癌（colorectal cancer，CRC）年新发病例数最多的国家[1]。有数据[1]显示，现阶段，CRC 是中国仅有的发病率仍在上升的消化系统恶性肿瘤，且年轻化趋势日益明显。由于 CRC 的发病早期无明显症状，且高危人群的筛查覆盖率低，故其发现时多属中晚期，严重影响和威胁我国居民的身体健康。研究和统计发现，CRC 是一类具有遗传特性的恶性肿瘤，约 1/3 的患者可追溯肿瘤家族史，5%～6% 的患者可经基因胚系突变检测确诊为遗传性 CRC[2]。对罹患 CRC 患者的家系及家族成员进行早筛查、早诊断和早治疗，可降低 CRC 患者的死亡风险，改变这个疾病的自然病程。根据 CRC 有无遗传特性分为散发性 CRC（约占 2/3）和遗传性 CRC（约占 1/3）[3]。遗传性 CRC 根据是否与已知致癌基因的种系突变有关分为两类，前者（致癌基因的种系突变已知）包括腺瘤性息肉病综合征（占遗传性 CRC 总数的比例>1%）、林奇综合征（Lynch syndrome，LS，占 2%～3%）和错构瘤息肉病综合征（<0.1%）；后者（10%～30%）则包括家族性结直肠癌 X 型（familial colorectal cancer type X，FCCTX）、减毒腺瘤性息肉病（attenuated adenomatous polyposis，AAP）、锯齿状息肉病综合征（serrated polyposis syndrome，SPS）等[3]。研究相关病种的突变基因序列，可以为 CRC 的精确诊疗提供帮助。笔者现就遗传性 CRC 相关突变基因的研究现状加以综述。
1 致癌基因种系突变已知
1.1 腺瘤性息肉病综合征
腺瘤性息肉病综合征以家族性腺瘤性息肉病（familial adenomatous polyposis，FAP）和 MUTYH 相关性息肉（human MUTYH homolog-associated polyposis，MAP）最多见。临床诊断为 FAP 的病例可能在分子水平上有不同的诊断[4]。现阶段，有文献[5]提出，胸腺嘧啶乙二醇 DNA 糖基化酶 1 基因相关性息肉（NTHL1-associated polyposis，NAP）和聚合酶校对相关性息肉（polymerase proofreading-associated polyposis，PPAP）也可纳入其中，但因它的研究数量少、研究时间尚短，故其致病基因与临床表现的关系尚无明确定论，需进一步追踪研究。
1.1.1 FAP
FAP 是一种常染色体显性遗传疾病，以结直肠多发息肉为临床表现，其发病年龄早，约 95% 患者在 35 岁前发病，年轻的 FAP 患者平均每年新发 25 个新息肉，未行预防性结直肠切除术的患者终生患 CRC 的风险接近 100%[6]。根据遗传病因和临床表现的差异，可分为经典型 FAP（classical FAP，CFAP）、衰减型 FAP（attenuated FAP，AFAP）、Gardner 综合征等[7]。
临床中 CFAP 和 AFAP 最多见，AFAP 的临床诊断标准与 CFAP 相比，具有腺瘤数目较少（<100 个）、发病年龄及恶变年龄更晚，以及病变部位于近端结肠更多见的特点[8]。在 90% 以上的 CFAP 病例中，染色体 5q21 区中腺瘤样结肠息肉易感基因（adenomatous polyposis coli，APC）的种系突变可以通过临床基因检测检测到[9]。APC 基因是参与 WNT/β 连环蛋白信号通路的肿瘤抑制基因，其编码 APC 蛋白，蛋白明显位于结直肠上皮细胞基底膜侧，可与 β 连环蛋白形成复合物，从而使 β 连环蛋白降解，是 β 连环蛋白的负性调节因子[10]。如果缺乏 APC 蛋白，过多的 β 连环蛋白就会聚集在细胞核中，影响细胞黏附及细胞间信号传递，最终导致细胞分裂的加速，促进肿瘤的发生发展。有研究[11]证实，在部分非 FAP 的散发性结直肠肿瘤中同样发现有部分存在体细胞嵌合 APC 突变，高度提示 APC 基因与 CRC 存在相关性。
Gardner 综合征是一种较为罕见的 FAP 亚型，约占 FAP 患者数量的 10%，临床表现以结直肠多发息肉、软组织肿瘤和骨瘤三者同时出现居多，根据特征性临床表现即可确诊[12]。此病具有高度恶变潜能，据统计[13]，40 岁前未经治疗的 Gardner 综合征患者其结直肠息肉发生癌变居多，其突变基因也为 APC，故对可疑患者建议早期行 APC 基因检测。
综上，家族性腺瘤性息肉病 APC 基因突变的鉴定对高危家族成员具有重要意义，被确认携带 APC 基因突变的个体应在 10～12 岁开始每年的结直肠环境监测[14]。
1.1.2 MAP
临床表现典型的 FAP 患者中，另有少部分（约 10%）病例发现 MUTYH 相关双等位基因突变[15]，其 APC 基因突变检测为阴性，呈常染色体隐性遗传，称为 MAP。MUTYH 基因是一类碱基切除修复基因，位于染色体 1p32.1 至 p34.3，其编码的特异性蛋白—腺嘌呤转葡糖基酶，可切除 DNA 子链中与母链 8-oxodG 错配的腺嘌呤[16]。若 MUTYH 蛋白失活，可能导致复制过程中 G∶C-A∶T 的颠换，促进后期结直肠恶性肿瘤的发生。MAP 更倾向出现近端病变，黏液组织型发生率高，肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）增多明显[17]。虽然 MUTYH 基因突变携带者中息肉病表型的严重程度是可变的，但一般建议双等位基因携带者应在 18～20 岁开始，每 2 年进行 1 次结肠镜检查，25～30 岁开始行胃镜检查[14]。
Weren 等[18]在对 41 个家族 51 例腺瘤性息肉病的全外显子测序（whole exome sequencing，WES）分析中发现，有 3 个荷兰家族具有胸腺嘧啶乙二醇 DNA 糖基化酶 1 （NTHL1）基因纯合突变，呈常染色体隐性遗传，故称为 NAP。NTHL1 基因类似于 MUTYH 基因，参与编码转葡糖基酶，亦参与碱基切除修复过程，但较前者能修复更多的 DNA 损害，是氧化 DNA 损害修复的主要修复途径。由于其发现时间较短，临床表现尚未清晰，研究人员认为这是一种新的癌症综合征[4, 19]。
另有遗传学者[20]在对<60 岁、>10 个腺瘤、无 APC/MUTYH/错配修复（mismatch repair，MMR）基因突变者进行全基因组重测序（whole-genome sequencing，WGS）/WES 和连锁分析时发现，多个结直肠腺瘤和 CRC 的家族存在编码 DNA 聚合酶 ε 基因 ［polymerase（DNA）epsilon，catalytic subunit，POLE］ 和编码 DNA 聚合酶 δ1基因 ［polymerase（DNA）delta 1，catalytic subunit，POLD1］ 突变，导致外切酶结构域的突变，呈常染色体显性遗传，称为 PPAP。该两种基因突变还可增加肿瘤的体细胞突变率，故使得患者的原发肿瘤位置表现呈多样性[4, 21]。POLE 和 POLD1 基因突变增加子宫内膜癌的患病风险，POLD1 基因还与乳腺癌和脑肿瘤相关。
1.2 LS
LS 是一种易患 CRC 和其他系统恶性肿瘤的常染色体显性遗传疾病，其临床诊断标准参考 Amsterdam 标准Ⅱ[22]，2003 年针对中国患者的发病特点提出了中国人的 LS 家系标准[23]，二者均以家族史作为诊断基础（表 1）。
表1
LS 诊断标准的比较
然而据统计，在疾病早期，仍有 17% 的 LS 患者未能经家族患病历史被明确诊断[24]，故指南建议对家系成员行基因胚系检测[14]。在符合 LS 临床诊断标准的人群中，超过 90% 的 LS 相关结直肠肿瘤表达出 MMR 基因的缺失和高微卫星不稳定性（high microsatellite instability，MSI-H）[25]。MMR 系统可纠正 DNA 复制过程中产生的，或是外源性损害导致的碱基错配、插入及丢失。该系统中 MMR 基因的突变或修饰（如甲基化），引起 MMR 蛋白丢失，可导致细胞错配修复功能缺陷（deficient mismatch repair，dMMR），产生遗传不稳定，表现为 DNA 复制错误或微卫星不稳定性（MSI）。很多生长调节相关的基因启动子区含有微卫星 DNA 序列，在复制过程中 MSI 可导致这些基因的错义突变或移码突变，这种错误的不断积累会导致肿瘤产生[26]。在 LS 中，起主要作用的 MMR 基因分别是 mutL 同族体 1（mutL homolog 1，MLH1）、mutL 同族体 2（mutS homolog 2，MSH2）、mutL 同族体 6（mutS homolog 6，MSH6）和 PMS1 同族体 2（PMS1 homolog 2，PMS2）。其中，MLH1 和 MSH2 的种系突变超过已鉴定突变的 90% 以上，MSH6 和 PMS2 的种系突变较少，分别占所有 MMR 基因突变的 7～10% 和不到 5%[27]。此外，有研究[28]也将上皮细胞黏附分子（epithelial cell adhesion molecule，EPCAM）基因突变作为 LS 的主要病因，EPCAM 基因突变占所有 LS 患者的 1%～3%。EPCAM 基因缺失会导致 MSH2 启动子甲基化，进而使 MSH2 沉默，导致 LS 发生。需说明的是，大约 20% 的散发性 CRC 患者因 MLH1 启动子甲基化而表现出 MLH1 沉默[5]，其病因为 MMR 体细胞突变，临床特征无家族遗传性表现，故不属于 LS。在所有散发的伴有 MLH1 基因高甲基化的微卫星不稳定肿瘤中，有 40%～87% 的肿瘤存在 BRAF 癌基因的特异性突变，通常为 V600E 错义突变[29]，而 LS 患者 BRAFV600E基因突变罕见。与 MLH1 启动子甲基化检测相比，BRAF 基因检测技术要求更低且成本更低，已成为区分散发性 CRC 和 LS 的替代分子方法。对 LS 患者的筛查，现多采用免疫组织化学法（immunohistochemistry，IHC）检测 MMR 蛋白（图 1），或采用聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）方法检测 MSI[30]。随着科技的发展，高通量测序（next-generation sequencing，NGS）技术可以更加快速精确地进行肿瘤相关基因测序，未来将逐步成为基因检测的主流技术。目前对于 LS 患者，建议 MMR 相关突变基因携带者在 20～25 岁即开始行全结肠镜检查，并坚持每1～2年复查1次（无随访停止年龄上限）[31]。
图1
示 LS 的筛查流程（IHC 法）
1.3 错构瘤息肉病综合征
错构瘤息肉病综合征包括 Peutz-Jeghers 综合征（Peutz-Jeghers syndrome，PJS）、幼年性息肉病综合征（Juvenile polyposis syndrome，JPS）和考登综合征（Cowden syndrome）。错构瘤息肉病的定义为：胃肠道中超过 3～5 个错构瘤息肉，在所有 CRC 病例中占比不及 0.5%[32]。这些遗传综合征很少见，每3 万到 20 万新生儿中才有 1 例发生[33]。
1.3.1 PJS
PJS 又称家族性黏膜皮肤色素沉着胃肠道息肉病，其特征以黏膜、皮肤特定部位色素斑和多发的肠道错构瘤性息肉为主要特征，呈常染色体显性遗传。此病胃肠道恶性肿瘤、胰腺恶性肿瘤及乳腺恶性肿瘤的发生率较高，患者在 70 岁之前罹患恶性肿瘤的风险为 85%～90%[34]。PJS 的发病率低，约 1/15 万，诊断与临床特征密切相关，大多通过临床特征便可诊断，基因测试的特异性不高，在 50%～70% 的 PJS 患者中发现了丝氨酸苏氨酸激酶 11（serine/threonine kinase 11，STK-11）肿瘤抑制基因的突变[35-36]。STK-11 基因位于 19 号染色体短臂（19p13.3），其编码产物 AMPK 蛋白抑制生长正调节因子的活性，该基因突变导致调节因子的活性增加，从而引发肿瘤。还有报道称 PJS 患者中存在 DNA 修复酶 MUTYH 基因的杂合变异，但在这一领域还缺乏类似的研究[37]。由于 PJS 的息肉主要位于空肠和回肠，故应对 PJS 患者定期进行小肠镜检查。
1.3.2 JPS
JPS 的临床特点是幼年时期胃肠道多发息肉（≥3 个），息肉多见于胃或结肠，小肠较少见。患儿表现为腹痛、便血和贫血，同时伴有先天性畸形，如心瓣膜病、房间隔缺损等[32]。据统计，患儿一生罹患胃肠道肿瘤的风险为 40%～50%[38]。JPS 是一类常染色体显性遗传疾病，约在 50% 临床诊断为 JPS 的个体中发现 SMAD4 和骨形态发生蛋白 1A 型受体（bone morphogenetic protein receptor type 1A，BMPR1A）基因突变，这些基因编码的蛋白参与转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信号通路，影响 TGF-β 对细胞的生长、分化和免疫功能的调节作用[39]。尽管基因检测可以用于确定基因突变类型，但其临床价值依然有限，有青少年息肉病的个人或家庭病史的人应该从 15 岁开始进行上、下内镜检查，目标是切除所有息肉，降低患癌风险[14]。
1.3.3 考登综合征
考登综合征以胃肠道多发性息肉、面部小丘疹、肢端角化病和口腔黏膜乳突样病变为特征，是一类常染色体显性遗传疾病。该病并发其他系统恶性肿瘤的概率达 40% 以上[40]，常见有乳腺癌、子宫内膜癌和甲状腺癌。其磷酸酶张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten，PTEN）基因的突变增加了患癌症的风险[41]。PTEN 基因定位于染色体 10q23.3，其编码的蛋白质具有磷酸酯酶的活性，可拮抗肿瘤酪氨酸激酶的活性，从而抑制肿瘤的发生和发展。虽然考登综合征常包括在错构瘤息肉病综合征中，但其结肠息肉表型有明显的变异性。
2 致癌基因种系突变未知
2.1 FCCTX
FCCTX 是一类同样符合 Amsterdam 标准Ⅱ的遗传性非息肉性 CRC，呈常染色体显性遗传。不同于 LS，其 MMR 基因无相关胚系突变，呈微卫星稳定（microsatellite stability，MSS），临床特征也有不同。其诊断年龄（50～60 岁）大于 LS 患者（约 40 岁），发病部位常见于左半结肠，较 LS 患者罹患 CRC 的风险低，且肠外肿瘤更加少见[42]，也称为 LLS。现阶段，FCCTX 的临床检测虽取得了进展，但其遗传病因仍不清楚。不同的研究[43-44]表明，多种基因与 FCCTX 发病均有相关性，如乳腺癌相关 2 号基因（breast cancer 2，BRCA2）、鼠类肉瘤病毒癌基因（kirsten rat sarcoma viral oncogene，KRAS）、APC 基因等，MMR 和 O-6-甲基鸟嘌呤 DNA 甲基转移酶（O-6-methylguanine-DNA methyltransferas，MGMT）基因的高甲基化也不容忽视。CRC 的发生可能与相关细胞对生长抑制信号不敏感和凋亡受限相关。其中，BRCA2 基因的突变率最高（约 60%）[45]，而且它是最关键的 DNA 修复基因之一，与其他基因相比，它被认为在这类癌症中扮演了一个重要角色。在最近对 48 个 FCCTX 家族的研究中，发现了 29 个 BRCA2 突变，包括 28 个点突变和 1 个移码突变[44]。另外，Francisco 等[45]的回顾性数据发现，部分 FCCTX（约 72%）存在抑癌基因（tumor suppressor gene，TSG）表达缺失，而 TSG 表达缺失常伴 APC 和 KRAS 体细胞突变，以及 MGMT 甲基化。由于 FCCTX 的异质性，现阶段暂无标准随访方案对其进行监测和干预。
2.2 AAP
AAP 在临床上被定义为大于 10 但小于 100 的腺瘤性结肠息肉，与 FAP 中的亚型 AFAP 临床鉴别困难。然而，APC 或 MUTYH 基因的突变在 AFAP 患者中占很大比例，但以上基因突变在 AAP 患者中的检出率却明显降低。此外，PTEN 基因的突变可能导致罕见的 AAP，目前研究较少[41]。由于在息肉病表型中可以观察到显著的变异性，目前的指南仍建议对患有 10 个或 10 个以上腺瘤的个体进行 APC 和 MUTYH 基因突变的遗传评估[14]。其他遗传或环境因素在 AAP 发病机制中的作用仍有待明确，但这些患者的临床治疗重点仍是切除所有的腺瘤，目前也正在研究化学预防剂在 AAP 治疗中的作用。
2.3 SPS
SPS 过去也称增生性息肉病综合征，根据大体病理的不同分为增生性息肉、无蒂锯齿状息肉和传统锯齿状息肉，增生性息肉占 80%～90%，无蒂锯齿状息肉占 10%～25%，传统锯齿状息肉仅占 1%～2%[46]。SPS 多不具有恶性潜力，但发现有 2% 的无蒂锯齿状息肉和传统锯齿状息肉具有区别于增生性息肉的组织病理学特征，被认为是锯齿状 CRC 的前驱病灶，占 CRC 的 15%～30%[47]。根据现有研究，SPS 的致癌机制部分被认为是 CpG 岛的表观遗传高甲基化，导致 TSG 沉默[48]。这类肿瘤以 CpG 岛甲基化表型（CpG island methylator phenotype，CIMP）为特征，呈 MSI-H。与 LS 患者的 MSI-H 肿瘤由 MMR 基因突变引起不同，这类 MSI-H 肿瘤在 BRAF 原癌基因和 CIMP 高表型中常有体细胞突变[49]。然而，SPS 的遗传基础仍尚未清楚，目前还没有确定的候选基因。有研究[50]通过 WES 分析发现，ABI3BP 和 CATSPERB 基因的突变可能与 SPS 相关。但基于专家共识[51]，SPS 的临床治疗与 AAP 相似，目的是尽可能多地切除息肉。如果息肉不能内镜处理，可以考虑手术切除。
2.4 Turcot 综合征
Turcot 综合征也称胶质瘤息肉病综合征，临床上非常罕见，与 Gardner 综合征类似，它也被看作是 FAP 的 1 个亚型。其特征为家族性多发性结肠腺瘤伴有中枢神经系统恶性肿瘤。其病因可能是几种基因的突变：APC 基因和 MMR 基因突变均在不同家系中出现。与 LS 和 FAP 的单等位基因或杂合突变表现相比，导致 Turcot 综合征发生的突变一般被证明是双等位基因突变[52]。
3 研究意义
相比散发性 CRC 患者而言，遗传性 CRC 患者发病时间早，从腺瘤发展为癌的时间明显缩短，且异时性肿瘤的发生概率明显增高，但若能早期筛查、及时监测并积极处理，其生存率明显高于散发性患者[53]。同时，遗传性 CRC 患者易伴发其他系统恶性肿瘤，对疾病基因进行早期筛查，结合患者不同的临床表现，有利于早期明确诊断疾病，从而实现精准治疗。现阶段，我们之所以耗费时间精力去研究遗传性 CRC 的基因突变相关序列，其根本目的是为了能更好地干预此类疾病的自然进程。既往诊断遗传性癌症依赖于临床医生依据特定的临床标准和发现家族性癌症的遗传基础。现在，新一代 NGS 技术提供了相对完整分析整个基因组和表观基因组的机会，使人们有可能详尽地检查单个患者、家庭和大量跨国 CRC 病例的基因组和表观基因组，相信未来遗传性 CRC 的基因分析将更加完善。
重要声明
利益冲突声明：本文全体作者阅读并理解了《中国普外基础与临床杂志》的政策声明，我们没有相互竞争的利益。
作者贡献声明：张云璐为本文第一作者，负责撰写文章；王存为本文通信作者，参与工作指导及文章修改；荆鹏飞和聂攀参与了文章的讨论及部分撰写。
中国已成为全世界结直肠癌（colorectal cancer，CRC）年新发病例数最多的国家[1]。有数据[1]显示，现阶段，CRC 是中国仅有的发病率仍在上升的消化系统恶性肿瘤，且年轻化趋势日益明显。由于 CRC 的发病早期无明显症状，且高危人群的筛查覆盖率低，故其发现时多属中晚期，严重影响和威胁我国居民的身体健康。研究和统计发现，CRC 是一类具有遗传特性的恶性肿瘤，约 1/3 的患者可追溯肿瘤家族史，5%～6% 的患者可经基因胚系突变检测确诊为遗传性 CRC[2]。对罹患 CRC 患者的家系及家族成员进行早筛查、早诊断和早治疗，可降低 CRC 患者的死亡风险，改变这个疾病的自然病程。根据 CRC 有无遗传特性分为散发性 CRC（约占 2/3）和遗传性 CRC（约占 1/3）[3]。遗传性 CRC 根据是否与已知致癌基因的种系突变有关分为两类，前者（致癌基因的种系突变已知）包括腺瘤性息肉病综合征（占遗传性 CRC 总数的比例>1%）、林奇综合征（Lynch syndrome，LS，占 2%～3%）和错构瘤息肉病综合征（<0.1%）；后者（10%～30%）则包括家族性结直肠癌 X 型（familial colorectal cancer type X，FCCTX）、减毒腺瘤性息肉病（attenuated adenomatous polyposis，AAP）、锯齿状息肉病综合征（serrated polyposis syndrome，SPS）等[3]。研究相关病种的突变基因序列，可以为 CRC 的精确诊疗提供帮助。笔者现就遗传性 CRC 相关突变基因的研究现状加以综述。
1 致癌基因种系突变已知
1.1 腺瘤性息肉病综合征
腺瘤性息肉病综合征以家族性腺瘤性息肉病（familial adenomatous polyposis，FAP）和 MUTYH 相关性息肉（human MUTYH homolog-associated polyposis，MAP）最多见。临床诊断为 FAP 的病例可能在分子水平上有不同的诊断[4]。现阶段，有文献[5]提出，胸腺嘧啶乙二醇 DNA 糖基化酶 1 基因相关性息肉（NTHL1-associated polyposis，NAP）和聚合酶校对相关性息肉（polymerase proofreading-associated polyposis，PPAP）也可纳入其中，但因它的研究数量少、研究时间尚短，故其致病基因与临床表现的关系尚无明确定论，需进一步追踪研究。
1.1.1 FAP
FAP 是一种常染色体显性遗传疾病，以结直肠多发息肉为临床表现，其发病年龄早，约 95% 患者在 35 岁前发病，年轻的 FAP 患者平均每年新发 25 个新息肉，未行预防性结直肠切除术的患者终生患 CRC 的风险接近 100%[6]。根据遗传病因和临床表现的差异，可分为经典型 FAP（classical FAP，CFAP）、衰减型 FAP（attenuated FAP，AFAP）、Gardner 综合征等[7]。
临床中 CFAP 和 AFAP 最多见，AFAP 的临床诊断标准与 CFAP 相比，具有腺瘤数目较少（<100 个）、发病年龄及恶变年龄更晚，以及病变部位于近端结肠更多见的特点[8]。在 90% 以上的 CFAP 病例中，染色体 5q21 区中腺瘤样结肠息肉易感基因（adenomatous polyposis coli，APC）的种系突变可以通过临床基因检测检测到[9]。APC 基因是参与 WNT/β 连环蛋白信号通路的肿瘤抑制基因，其编码 APC 蛋白，蛋白明显位于结直肠上皮细胞基底膜侧，可与 β 连环蛋白形成复合物，从而使 β 连环蛋白降解，是 β 连环蛋白的负性调节因子[10]。如果缺乏 APC 蛋白，过多的 β 连环蛋白就会聚集在细胞核中，影响细胞黏附及细胞间信号传递，最终导致细胞分裂的加速，促进肿瘤的发生发展。有研究[11]证实，在部分非 FAP 的散发性结直肠肿瘤中同样发现有部分存在体细胞嵌合 APC 突变，高度提示 APC 基因与 CRC 存在相关性。
Gardner 综合征是一种较为罕见的 FAP 亚型，约占 FAP 患者数量的 10%，临床表现以结直肠多发息肉、软组织肿瘤和骨瘤三者同时出现居多，根据特征性临床表现即可确诊[12]。此病具有高度恶变潜能，据统计[13]，40 岁前未经治疗的 Gardner 综合征患者其结直肠息肉发生癌变居多，其突变基因也为 APC，故对可疑患者建议早期行 APC 基因检测。
综上，家族性腺瘤性息肉病 APC 基因突变的鉴定对高危家族成员具有重要意义，被确认携带 APC 基因突变的个体应在 10～12 岁开始每年的结直肠环境监测[14]。
1.1.2 MAP
临床表现典型的 FAP 患者中，另有少部分（约 10%）病例发现 MUTYH 相关双等位基因突变[15]，其 APC 基因突变检测为阴性，呈常染色体隐性遗传，称为 MAP。MUTYH 基因是一类碱基切除修复基因，位于染色体 1p32.1 至 p34.3，其编码的特异性蛋白—腺嘌呤转葡糖基酶，可切除 DNA 子链中与母链 8-oxodG 错配的腺嘌呤[16]。若 MUTYH 蛋白失活，可能导致复制过程中 G∶C-A∶T 的颠换，促进后期结直肠恶性肿瘤的发生。MAP 更倾向出现近端病变，黏液组织型发生率高，肿瘤浸润性淋巴细胞（TILs）增多明显[17]。虽然 MUTYH 基因突变携带者中息肉病表型的严重程度是可变的，但一般建议双等位基因携带者应在 18～20 岁开始，每 2 年进行 1 次结肠镜检查，25～30 岁开始行胃镜检查[14]。
Weren 等[18]在对 41 个家族 51 例腺瘤性息肉病的全外显子测序（whole exome sequencing，WES）分析中发现，有 3 个荷兰家族具有胸腺嘧啶乙二醇 DNA 糖基化酶 1 （NTHL1）基因纯合突变，呈常染色体隐性遗传，故称为 NAP。NTHL1 基因类似于 MUTYH 基因，参与编码转葡糖基酶，亦参与碱基切除修复过程，但较前者能修复更多的 DNA 损害，是氧化 DNA 损害修复的主要修复途径。由于其发现时间较短，临床表现尚未清晰，研究人员认为这是一种新的癌症综合征[4, 19]。
另有遗传学者[20]在对<60 岁、>10 个腺瘤、无 APC/MUTYH/错配修复（mismatch repair，MMR）基因突变者进行全基因组重测序（whole-genome sequencing，WGS）/WES 和连锁分析时发现，多个结直肠腺瘤和 CRC 的家族存在编码 DNA 聚合酶 ε 基因 ［polymerase（DNA）epsilon，catalytic subunit，POLE］ 和编码 DNA 聚合酶 δ1基因 ［polymerase（DNA）delta 1，catalytic subunit，POLD1］ 突变，导致外切酶结构域的突变，呈常染色体显性遗传，称为 PPAP。该两种基因突变还可增加肿瘤的体细胞突变率，故使得患者的原发肿瘤位置表现呈多样性[4, 21]。POLE 和 POLD1 基因突变增加子宫内膜癌的患病风险，POLD1 基因还与乳腺癌和脑肿瘤相关。
1.2 LS
LS 是一种易患 CRC 和其他系统恶性肿瘤的常染色体显性遗传疾病，其临床诊断标准参考 Amsterdam 标准Ⅱ[22]，2003 年针对中国患者的发病特点提出了中国人的 LS 家系标准[23]，二者均以家族史作为诊断基础（表 1）。
表1
LS 诊断标准的比较
然而据统计，在疾病早期，仍有 17% 的 LS 患者未能经家族患病历史被明确诊断[24]，故指南建议对家系成员行基因胚系检测[14]。在符合 LS 临床诊断标准的人群中，超过 90% 的 LS 相关结直肠肿瘤表达出 MMR 基因的缺失和高微卫星不稳定性（high microsatellite instability，MSI-H）[25]。MMR 系统可纠正 DNA 复制过程中产生的，或是外源性损害导致的碱基错配、插入及丢失。该系统中 MMR 基因的突变或修饰（如甲基化），引起 MMR 蛋白丢失，可导致细胞错配修复功能缺陷（deficient mismatch repair，dMMR），产生遗传不稳定，表现为 DNA 复制错误或微卫星不稳定性（MSI）。很多生长调节相关的基因启动子区含有微卫星 DNA 序列，在复制过程中 MSI 可导致这些基因的错义突变或移码突变，这种错误的不断积累会导致肿瘤产生[26]。在 LS 中，起主要作用的 MMR 基因分别是 mutL 同族体 1（mutL homolog 1，MLH1）、mutL 同族体 2（mutS homolog 2，MSH2）、mutL 同族体 6（mutS homolog 6，MSH6）和 PMS1 同族体 2（PMS1 homolog 2，PMS2）。其中，MLH1 和 MSH2 的种系突变超过已鉴定突变的 90% 以上，MSH6 和 PMS2 的种系突变较少，分别占所有 MMR 基因突变的 7～10% 和不到 5%[27]。此外，有研究[28]也将上皮细胞黏附分子（epithelial cell adhesion molecule，EPCAM）基因突变作为 LS 的主要病因，EPCAM 基因突变占所有 LS 患者的 1%～3%。EPCAM 基因缺失会导致 MSH2 启动子甲基化，进而使 MSH2 沉默，导致 LS 发生。需说明的是，大约 20% 的散发性 CRC 患者因 MLH1 启动子甲基化而表现出 MLH1 沉默[5]，其病因为 MMR 体细胞突变，临床特征无家族遗传性表现，故不属于 LS。在所有散发的伴有 MLH1 基因高甲基化的微卫星不稳定肿瘤中，有 40%～87% 的肿瘤存在 BRAF 癌基因的特异性突变，通常为 V600E 错义突变[29]，而 LS 患者 BRAFV600E基因突变罕见。与 MLH1 启动子甲基化检测相比，BRAF 基因检测技术要求更低且成本更低，已成为区分散发性 CRC 和 LS 的替代分子方法。对 LS 患者的筛查，现多采用免疫组织化学法（immunohistochemistry，IHC）检测 MMR 蛋白（图 1），或采用聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，PCR）方法检测 MSI[30]。随着科技的发展，高通量测序（next-generation sequencing，NGS）技术可以更加快速精确地进行肿瘤相关基因测序，未来将逐步成为基因检测的主流技术。目前对于 LS 患者，建议 MMR 相关突变基因携带者在 20～25 岁即开始行全结肠镜检查，并坚持每1～2年复查1次（无随访停止年龄上限）[31]。
图1
示 LS 的筛查流程（IHC 法）
1.3 错构瘤息肉病综合征
错构瘤息肉病综合征包括 Peutz-Jeghers 综合征（Peutz-Jeghers syndrome，PJS）、幼年性息肉病综合征（Juvenile polyposis syndrome，JPS）和考登综合征（Cowden syndrome）。错构瘤息肉病的定义为：胃肠道中超过 3～5 个错构瘤息肉，在所有 CRC 病例中占比不及 0.5%[32]。这些遗传综合征很少见，每3 万到 20 万新生儿中才有 1 例发生[33]。
1.3.1 PJS
PJS 又称家族性黏膜皮肤色素沉着胃肠道息肉病，其特征以黏膜、皮肤特定部位色素斑和多发的肠道错构瘤性息肉为主要特征，呈常染色体显性遗传。此病胃肠道恶性肿瘤、胰腺恶性肿瘤及乳腺恶性肿瘤的发生率较高，患者在 70 岁之前罹患恶性肿瘤的风险为 85%～90%[34]。PJS 的发病率低，约 1/15 万，诊断与临床特征密切相关，大多通过临床特征便可诊断，基因测试的特异性不高，在 50%～70% 的 PJS 患者中发现了丝氨酸苏氨酸激酶 11（serine/threonine kinase 11，STK-11）肿瘤抑制基因的突变[35-36]。STK-11 基因位于 19 号染色体短臂（19p13.3），其编码产物 AMPK 蛋白抑制生长正调节因子的活性，该基因突变导致调节因子的活性增加，从而引发肿瘤。还有报道称 PJS 患者中存在 DNA 修复酶 MUTYH 基因的杂合变异，但在这一领域还缺乏类似的研究[37]。由于 PJS 的息肉主要位于空肠和回肠，故应对 PJS 患者定期进行小肠镜检查。
1.3.2 JPS
JPS 的临床特点是幼年时期胃肠道多发息肉（≥3 个），息肉多见于胃或结肠，小肠较少见。患儿表现为腹痛、便血和贫血，同时伴有先天性畸形，如心瓣膜病、房间隔缺损等[32]。据统计，患儿一生罹患胃肠道肿瘤的风险为 40%～50%[38]。JPS 是一类常染色体显性遗传疾病，约在 50% 临床诊断为 JPS 的个体中发现 SMAD4 和骨形态发生蛋白 1A 型受体（bone morphogenetic protein receptor type 1A，BMPR1A）基因突变，这些基因编码的蛋白参与转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信号通路，影响 TGF-β 对细胞的生长、分化和免疫功能的调节作用[39]。尽管基因检测可以用于确定基因突变类型，但其临床价值依然有限，有青少年息肉病的个人或家庭病史的人应该从 15 岁开始进行上、下内镜检查，目标是切除所有息肉，降低患癌风险[14]。
1.3.3 考登综合征
考登综合征以胃肠道多发性息肉、面部小丘疹、肢端角化病和口腔黏膜乳突样病变为特征，是一类常染色体显性遗传疾病。该病并发其他系统恶性肿瘤的概率达 40% 以上[40]，常见有乳腺癌、子宫内膜癌和甲状腺癌。其磷酸酶张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten，PTEN）基因的突变增加了患癌症的风险[41]。PTEN 基因定位于染色体 10q23.3，其编码的蛋白质具有磷酸酯酶的活性，可拮抗肿瘤酪氨酸激酶的活性，从而抑制肿瘤的发生和发展。虽然考登综合征常包括在错构瘤息肉病综合征中，但其结肠息肉表型有明显的变异性。
2 致癌基因种系突变未知
2.1 FCCTX
FCCTX 是一类同样符合 Amsterdam 标准Ⅱ的遗传性非息肉性 CRC，呈常染色体显性遗传。不同于 LS，其 MMR 基因无相关胚系突变，呈微卫星稳定（microsatellite stability，MSS），临床特征也有不同。其诊断年龄（50～60 岁）大于 LS 患者（约 40 岁），发病部位常见于左半结肠，较 LS 患者罹患 CRC 的风险低，且肠外肿瘤更加少见[42]，也称为 LLS。现阶段，FCCTX 的临床检测虽取得了进展，但其遗传病因仍不清楚。不同的研究[43-44]表明，多种基因与 FCCTX 发病均有相关性，如乳腺癌相关 2 号基因（breast cancer 2，BRCA2）、鼠类肉瘤病毒癌基因（kirsten rat sarcoma viral oncogene，KRAS）、APC 基因等，MMR 和 O-6-甲基鸟嘌呤 DNA 甲基转移酶（O-6-methylguanine-DNA methyltransferas，MGMT）基因的高甲基化也不容忽视。CRC 的发生可能与相关细胞对生长抑制信号不敏感和凋亡受限相关。其中，BRCA2 基因的突变率最高（约 60%）[45]，而且它是最关键的 DNA 修复基因之一，与其他基因相比，它被认为在这类癌症中扮演了一个重要角色。在最近对 48 个 FCCTX 家族的研究中，发现了 29 个 BRCA2 突变，包括 28 个点突变和 1 个移码突变[44]。另外，Francisco 等[45]的回顾性数据发现，部分 FCCTX（约 72%）存在抑癌基因（tumor suppressor gene，TSG）表达缺失，而 TSG 表达缺失常伴 APC 和 KRAS 体细胞突变，以及 MGMT 甲基化。由于 FCCTX 的异质性，现阶段暂无标准随访方案对其进行监测和干预。
2.2 AAP
AAP 在临床上被定义为大于 10 但小于 100 的腺瘤性结肠息肉，与 FAP 中的亚型 AFAP 临床鉴别困难。然而，APC 或 MUTYH 基因的突变在 AFAP 患者中占很大比例，但以上基因突变在 AAP 患者中的检出率却明显降低。此外，PTEN 基因的突变可能导致罕见的 AAP，目前研究较少[41]。由于在息肉病表型中可以观察到显著的变异性，目前的指南仍建议对患有 10 个或 10 个以上腺瘤的个体进行 APC 和 MUTYH 基因突变的遗传评估[14]。其他遗传或环境因素在 AAP 发病机制中的作用仍有待明确，但这些患者的临床治疗重点仍是切除所有的腺瘤，目前也正在研究化学预防剂在 AAP 治疗中的作用。
2.3 SPS
SPS 过去也称增生性息肉病综合征，根据大体病理的不同分为增生性息肉、无蒂锯齿状息肉和传统锯齿状息肉，增生性息肉占 80%～90%，无蒂锯齿状息肉占 10%～25%，传统锯齿状息肉仅占 1%～2%[46]。SPS 多不具有恶性潜力，但发现有 2% 的无蒂锯齿状息肉和传统锯齿状息肉具有区别于增生性息肉的组织病理学特征，被认为是锯齿状 CRC 的前驱病灶，占 CRC 的 15%～30%[47]。根据现有研究，SPS 的致癌机制部分被认为是 CpG 岛的表观遗传高甲基化，导致 TSG 沉默[48]。这类肿瘤以 CpG 岛甲基化表型（CpG island methylator phenotype，CIMP）为特征，呈 MSI-H。与 LS 患者的 MSI-H 肿瘤由 MMR 基因突变引起不同，这类 MSI-H 肿瘤在 BRAF 原癌基因和 CIMP 高表型中常有体细胞突变[49]。然而，SPS 的遗传基础仍尚未清楚，目前还没有确定的候选基因。有研究[50]通过 WES 分析发现，ABI3BP 和 CATSPERB 基因的突变可能与 SPS 相关。但基于专家共识[51]，SPS 的临床治疗与 AAP 相似，目的是尽可能多地切除息肉。如果息肉不能内镜处理，可以考虑手术切除。
2.4 Turcot 综合征
Turcot 综合征也称胶质瘤息肉病综合征，临床上非常罕见，与 Gardner 综合征类似，它也被看作是 FAP 的 1 个亚型。其特征为家族性多发性结肠腺瘤伴有中枢神经系统恶性肿瘤。其病因可能是几种基因的突变：APC 基因和 MMR 基因突变均在不同家系中出现。与 LS 和 FAP 的单等位基因或杂合突变表现相比，导致 Turcot 综合征发生的突变一般被证明是双等位基因突变[52]。
3 研究意义
相比散发性 CRC 患者而言，遗传性 CRC 患者发病时间早，从腺瘤发展为癌的时间明显缩短，且异时性肿瘤的发生概率明显增高，但若能早期筛查、及时监测并积极处理，其生存率明显高于散发性患者[53]。同时，遗传性 CRC 患者易伴发其他系统恶性肿瘤，对疾病基因进行早期筛查，结合患者不同的临床表现，有利于早期明确诊断疾病，从而实现精准治疗。现阶段，我们之所以耗费时间精力去研究遗传性 CRC 的基因突变相关序列，其根本目的是为了能更好地干预此类疾病的自然进程。既往诊断遗传性癌症依赖于临床医生依据特定的临床标准和发现家族性癌症的遗传基础。现在，新一代 NGS 技术提供了相对完整分析整个基因组和表观基因组的机会，使人们有可能详尽地检查单个患者、家庭和大量跨国 CRC 病例的基因组和表观基因组，相信未来遗传性 CRC 的基因分析将更加完善。
重要声明
利益冲突声明：本文全体作者阅读并理解了《中国普外基础与临床杂志》的政策声明，我们没有相互竞争的利益。
作者贡献声明：张云璐为本文第一作者，负责撰写文章；王存为本文通信作者，参与工作指导及文章修改；荆鹏飞和聂攀参与了文章的讨论及部分撰写。
