FHIT基因与肺癌

国外医学呼吸系统分册２０００年第２０卷第１期４５·
０１７ＦＨＩＴ基因与肺癌
第四军医大学西京医院呼吸内科（西安７１００３２）粱坤综述戚好文审校
摘要肺癌中常发生３号染色体短臂（３ｐ）的缺失，位于３ｐ１４．２的ｎ｛ＩＴ基瞳是一种新的候选肿瘤抑制基因，它在肺癌发生机制中起一定作用。

本文就ＦＨＩＴ基因结构特征，失活特点及其与肺癌的关系做一综述。

关键词肺瘤抑制基因；ＦＨＩＴ；杂合性丢失；肺癌
原发性支气管肺癌（肺癌）是常见的恶性肿瘤．其发生率在世界各地呈上升趋势，其发病机制目前仍在探讨中。

细胞内原癌基因激活和抑癌基因失活是肿瘤病因学在基因水平上的两个主要方面。

在肺癌中，原癌基因激活表现为ｍｙｃ基因的扩增和过量表达及ｒａｓ基因等异常；而抑癌基因失活则以位于染色体３ｐ、１３ｑ、１７ｐ上特异基因缺失或基因突变为特点。

其中，染色体３ｐ、１３ｑ、１７ｐ上的肿瘤抑制基因缺失是近几年研究的热点。

ＣＩｈｔａ【ｌｏ于１９９６年首次披露在３ｐ１４．２利用外显子捕捉法克隆出一种新的候选肿瘤抑制基日，命名为脆性组氨酸三联体基因（ｆｒａｇｉｋｈｉｓｔｉｄｉｎｅｔｒｉａｄ，ＦＨＩＴ）。

后来其他学者研究发现ＦＨＩＴ基因异常与肺癌，结肠癌，胰腺癌，头颈部肿瘤等都有一定的关系。

本文就ＦＨＩＴ基因结构特征，失活特点及其与肺癌的关系做一综述。

１ＦＨⅡ基因结构特征
ＦＨＩＴ基因约１Ｍｂ，共由ｌＯ个外显子组成，是ＨＩＴ基因家族中的一员。

ＦＨＩＴ基因可转录１，１ｋｂ的ｍＲＮＡ，编码１６．８ｋＤａ蛋白质，外显子５—９构成编码该蛋白的可读框（ｏｐｅｎｒｅａｄｉｎｇｆｒａｒｎｅ）。

ｎ｛ＩＴ基因在正常人体所有组织中低水平表达，但在许多肿瘤如肺癌、头颈部肿瘤中不表达或表达降低。

ＦＨＩＴ基因覆盖家族性肾细胞癌相关性断裂点ｔ（３；８），常见脆性位点ＦＲＡ３Ｂ及许多肿瘤ＤＮＡ５中发生纯合性缺失的位点。

脆性位点，重排断裂点及癌基因（抑癌基因）三者之间存在密切联系，Ｈｅｃｈｔ提出的肿瘤发生的脆性位点假说【２ｏ的主要依据是相当一部分脆性位点与重排断裂点或原癌基因（抑癌基因）同位或相邻，并在肿瘤中有相关的表达。

大多数人体的脆性位点ＦＩ瑚Ｂ在ＤＮＡ复制抑制剂作用下容易形成染色体空隙（ｇａｐ），这些在中期染色体上可以观察到的空隙表示ＤＮＡ断裂，用ａｐｈｉｄｉｃｏｈｎ（ｎ—ＤＮＡ多聚酶抑制剂）处理后，３ｐ１４．２上大量特异性断裂或外源性ＤＮＡ整合位点可以鉴别出来，由此可知，ＦＩ瑚Ｂ位于ＦＨＩＴ基因内含子４和５之问。

在ＦＨＩＴ基因编码的第一个外显子（外显子５）的两侧，而外显子５在肿瘤细胞系中常发生纯合性缺失。

２ⅡＩｒｒ基因失活特点
ＦＨＩＴ基因异常转录本在肺癌、乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、头颈部肿瘤中均可检测到。

转录本的异常主要以编码区丢失为主，很少见突变。

目前只有Ｇｅｍｍａ等【３Ｊ报道一例胃癌组织发现ＦＨＩＴ基因外显子６的错义突变。

为了准确阐述肿瘤细胞系及原发肿瘤中ＦＨＩＴ转录本，可用ＦＨＩＴ基因５’末端和３’末端的巢式引物进行反转录多聚酶链式反应（ＲＴ—ＰＣＲ），结果分为如下几种情况：肿瘤细胞系及原发肿瘤中只有正常大小的产物；正常大小的产物与异常产物共存；没有产物或只有较小的异常产物。

对扩增产物进行测序发现较小产物丢失一个或多个外显子，同时，也有一些小的插入片段，这些插入片段是可重复的或是唯一的，以上结果与ＦＨＩＴ基因座完整性初步研究相一致。

由此多数学者认为ＦＨＩＴ基因座损伤常产生异常ＲＴ—ＰＣＲ产物，异常产物的存在可以作为ＤＮＡ损伤的标志。

但是ＴｈｉａｇａｈＩｌｇａｍ等【４ｏ则持不同观点，他们用蛋白编码
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区两侧的外显子５和ｌＯ或外显子３和１０的引物进行单环（非巢式）ＲＴＰｃＲ，分析结肠癌异体移
植物的ＦＨＩＴ基因表达，他们在大多数结肠癌中检测到具有正常序列的全长ＲＴ—Ｐ【Ｒ产物。

因此他们推测ｎ｛ＩＴ基因在结肠癌形成过程中没有发挥作用，一些异常的ＦＨＩＴ扩增产物可能是巢式ＲＴ—ＰＣＲ扩增时人为所致。

由于一些肿瘤细胞系中既有正常产物又有异常产物，所以，ＦＨＩＴ基因不可能是经典的肿瘤抑制基因，其失活机制也不同于其它肿瘤抑制基因，如Ｒｂ基因，ｐ５３基因等，它主要表现为一个等位基因丢失，另一个等位基因缺失或者两
个等位基因缺失。

其原因可能是由于该基因覆盖脆性位点黜Ｂ及肾细胞癌相关性断裂点ｔ（３；８），从而使断裂和缺失成为比其它突变形式更经常发生的事件。

３ｎｉｔ蛋白
ＦＨＩＴ基因编码的蛋白质Ｆｈｉｔ是由１４７个氨基酸组成，其中在１０９个氨基酸核心部位与裂殖酵母ｐｏｍｂｅ二核苷酸５’，，一Ｐ１，Ｐ４一三磷酸水解酶（Ａｐ４Ａ）存在５２％相同性及６９％的相似性。

Ａｐ４Ａ水解酶是由１８２个氨基酸组成的蛋白质，它将Ａｐ４Ａ底物不对称地分解为ＡＴＰ和ＡＭＰ。

ｎｉｔ与裂殖酵母ｐｏｎｌｂｅＡｐ４Ａ水解酶之间的相似性提示Ｆｈｉｔ可能也是一种酶，Ａｐ３Ａ和Ａｐ４Ａ特异性常数值表明Ｆｈｉｔ是Ａｐ３Ａ水解酶。

Ｆｈｉｔ与裂殖酵母岬ｂｅＡｐ４Ａ水解酶在序列上均与ＨＩＴ蛋白相关。

ＨＩＴ蛋白家族的结构特征是由４个保守组氨酸组成，其中３个组氨酸构成一个组氨酸三位体（ＨＩＴ）序列：Ｈ×Ｈ×Ｈ。

ＨＩＴ序列中的组氨酸残基是Ｆｈｉｔ发挥水解酶活性的关键。

ＦＨＩＴ基因异常转录可使其编码的蛋白质Ｆｈｉｔ在细胞中不表达，作为Ａｐ３Ａ水解酶，Ｆｈｉｔ功能失活使Ａｐ３Ａ或类似复合物在细胞中水平升高，这可以引起癌变，具体机制尚不清１楚。

Ｓａｎｃｈｅｚ等【５Ｊ将３ｐ１４一ｐ１２导入具有ｔ（３；８）易位肾细胞癌的裸鼠中可以部分抑制肿瘤生长。

这种抑制作用主要是引起肿瘤中心区域细胞的快速死亡。

他们认为３ｐ１４一ｐ１２中肿瘤抑制基因的介入恢复了生长因子对细胞的依赖性，低水平表达的生长因子促进了肿瘤中心区域肿瘤细胞的死亡。

如果ＦＨＩＴ基因是发挥以上作用的肿瘤抑制基因，那么有关假说可以解释为Ａｐ３Ａ水平升高刺激生长信号转化途径或阻止细胞调亡途径。

但是Ｏｔｔｅｒｓｏｎ等”１则发现Ｆｈｉｔ蛋白稳定表达并不能改变细胞形态学，不能抑制克隆形成或抑制体外细胞增殖，并且Ｆｈｉｔ过表达也不能引起分化细胞的细胞周期动力学改变。

他们认为肿瘤细胞中Ｆｈｉｔ不能抑制肿瘤细胞生长，作为与肿瘤形成相关的蛋白质，它的作用可能不同于以往常见的肿瘤抑制基因表达产物。

４唧基因与肺癌
１９８２年，美国国家癌症研究所的ｗａｎｇ及同事１７１报道在１６例小细胞肺癌（ＳＣＬＣ）细胞株和３例肺癌组织标本的肿瘤细胞内都有一个共同变化一３号染色体短臂部分区域缺失。

Ｈｉｂｉ等【８０测试４８例人肺癌标本，结果１００％（９／９）的ＳＣＬＣ和７９％（３ｌ／３９）的非小细胞肺癌（ＮＳＣＬＣ）患者在染色体３ｐ上有一个或多个位点的等位基因丢失。

Ｈｕｎｇ等Ｌ９Ｊ通过对肺癌癌前病变组织（增生、化生组织等）及肺癌组织进行杂合性丢失（１０ｓｓｏｆｈｅｔｅｌｍｙ９０ｓｉｔｙ，ＬＯ时）分析，得出如下结果：７６％的癌前病变组织，８６％的肺癌组织在一个或多个３ｐ位点存在杂合性丢失（ＬｏＨ）。

由此可见，ＳｃＬＣ和ＮＳｃＬＣ均发生３号染色体短臂（３ｐ）的缺失，并且发生在肺癌形成的最早阶段一增生期。

许多研究已经表明３Ｄ上发生缺失的３个热点区域为最早阶段一增生期。

３ｐ上发生缺失的３个热点区域为３ｐ２５，３ｐ２１．３及３ｐ１４．２。

肿瘤抑制基因失活常表现为一个等位基因丢失（ａ１１ｅｌｉｃｌｏｓｓ）和另一个等位基因发生缺失，点突变等。

其中等位基因丢失是由肿瘤中常见的染色体区域缺失所致，同时伴有肿瘤抑制基因相邻区域的杂合性丢失（【ｏＨ）。

这样，通过【ＤＨ分析，可以分离出候选的基因。

据此人们推测３ｐ上３个区域是肿瘤抑制基因的染色体定位，后来在３ｐ２５鉴定出ｖＨＬ基因，３ｐ２１存在酰化氨基酸水解酶一１（ＡＣＹ一１）基因及３ｐ１４．２上克隆出的Ｆ｝｛ＩＴ基因则证实了这种推测。

大量研究表明染色体３ｐ上特异位点的杂合性丢失是大多数或所有肺癌中一个共同可能涉及的步骤，位于３ｐ１４．２ＦＨｎ、基因的克隆则有助于探讨肺癌形成机制。

Ｓ０商等Ｌ１０Ｊ通过微卫星多态性分析发现ＳＣＬＣ和ＮＳｃＬＣ中一个等位基因丢失率达７６％，８０％的ＳＣＬＣ和４０％的ＮＳＣＬＣ出现ＦＨＩＴ基因的异常转录本，并且在肺癌癌前病变中均检测到ＦＨＩＴ基因异常转录，由此说明ＦＨＩＴ基因异常是肺癌组织的频发事件并且可能为肺癌形成过程中的早期事件。

但是，近来有的学者对此则持不同观点，Ｔ０ｋｕｃｈｉ等Ｈ１‘对８８例原发性肺癌和正常的肺组织，以及作为对照组的２２例怖转移癌的正常肺组织进行反转录多聚酶链式反应（ＲＴＰＣＲ）和等位基因状态的研究，以探讨ＦＨＩＴ基因座的改变。

结果发现原发性肺癌与对照组肺转移癌的正常肺组织异
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常转录率相比．无明显不同；序列分析也表明小存在丢失阿个或更多外显子的肿瘤特异性异常转录。

同时他们也发现ＦＨＩＴ基因座杂合性丢失（ＬＯＨ）和ＦＨＩＴ异常转录不具有相关性。

由此得出结论：ＦＨＩＴ基因异常转录的频率及多样化在肺癌形成机制中不是肿瘤特异性的。

吸烟是引起肺癌的主要原因。

肺癌中主要组织类型与吸烟直接相关。

近来支气管活组织检查研究表明当前吸烟者比曾经吸烟者３ｐ１４位点杂合性丢失（ＬｏＨ）率高。

Ｓ０蕊等【ｌ纠将肺癌患者分为吸烟组与不吸烟组，分别对两组进行杂合性丢失（ＬＯＨ）分析，结果表明：８０％（４１／５１）吸烟组患者发现ＬＯＨ影响一个或多个ＦＨＩＴ基因座；而２２％（９／４０）不吸烟组患者肿瘤ＤＮＡ中存在ｎ｛ＩＴ等位基因丢失，两组等位基因丢失率相比较，具有统计学意义（Ｐ＝０．０００１）。

Ｂｕｒｋｅ及其同事１１３０对１０６例ＮＳｃＬＣ进行ＬＯＨ分析则发现鳞癌中ｎ｛ＩＴ基因缺失要比腺癌中常见，１６例Ｌ（）Ｈ的肺癌中１２例为非腺癌，其中６例为鳞癌，６例为大细胞癌。

Ｓ０ｚｚｉ等Ｌ１４１用免疫组织化学方法研究ＮＳＣＩ．Ｃ中ＦＨＩＴ基因的表达情况。

结果表明７５％吸烟组患者Ｆｈｉｔ蛋白不表达，３９％非吸烟组患者Ｆｈｉｔ蛋白不表达，二者相比具有显著性差异（Ｐ＜Ｏ．００５）。

Ｔ（）ｍｉｚａｗａ等【１５。

通过免疫组织化学方法研究了１０５例Ｉ期ＮｓＣＬｃＦｈｉｔ蛋白表达情况。

结果表明１０５例ＮＳｃＬＣ中３６例（３４％）出现Ｆｈｉｔ蛋白免疫反应明显减弱，在大多数鳞癌（８６％）中均存在Ｆｈｉｔ蛋白表达明显减弱，而只有小部分腺癌（１０％）出现这种情况，两者相比具有统计学意义（Ｐ＜０００１）。

同时他们也发现吸烟组肺癌患者Ｆｈｉｔ蛋白表达减弱比非吸烟组患者更常见。

虽然在Ｂｕｒｋｅ等实验中尚未发现Ｈ｛ＩＴ基因杂合性丢失（ＬＯＨ）与吸烟史之间正相关关系，但是组织学类型的区别至少可以说明烟草致癌物的剂量效应，因为位于中央部位的肺癌（如鳞癌）要比位于外周部位的肺癌（如腺癌）接触烟草致癌物的剂量要大，以上这磐研究均可作为证据表明ＦＨＩＴ基因是烟草致癌物的靶基因。

烟草致癌物作用于ＦＨＩＴ基因可能与ＦＨＩＴ基因上脆性位点ＦＲＡ３Ｂ有关，脆忭位点是染色体的裂隙或不连续的间断区，是许多致癌物和致突变物作用的靶位点，烟草致癌物导致脆性位点的断裂＋进而引起ＦＨＩＴ基因缺失是肺癌巾ＦＨＩＴ基因异常的，ｊｉ要原因．肺癌的形成是多步骤、多阶段、多基因柑互作用的结果。

作为候选肿瘤抑制基因一ＦＨＩＴ基因在日市癌形成过程中不是孤立地发挥作用，应该与其它癌基因（抑癌基因）相互配合，协同加强转化过程，从而最终形成癌变。

目前关Ｔ＋ＦＨＩＴ基因与其它基因之间关系的研究尚少。

Ｂｕｒｋｅ等。

”Ｊ研究尚未发现ＦＨｌＴ等位基因缺失与ｐ５３和ｋ—ｒａｓ突变，ｐ２１ｗ“／ｃｉｐｌ，（：ｅｒｂＢ一２等之问有统计学关系。

但对其它肿瘤（乳腺癌、胰腺癌）研究发现ＦＨＩＴ基因歃失与ＢＲＣＡ２基因功能丧失相关．这可能是因为ＢＲｃＡ２功能失活引起ＦＲＡ３Ｂ较高频率断裂所致。

Ｍａｒｃｈｅｔ“等ｌ”Ｊ对３５例非吸烟的肺腺癌患者进行ｐ５３基因分析和ＦＨＩＴ基因座杂合性丢失（ＬＯＨ）的检测，结果发现其中７例（２０％）出现ｐ５３基因突变和ＦＨＩＴ基因座杂合性丢失（ＬＯＨ），并且这两种改变具有明显相关性（Ｐ＜０．０００１）。

ＦＨＩＴ基因与肺癌中其它基因相互的关系仍需进一步探讨。

５结语
综上所述，位于３ｐ１４．２的ＦＨＩＴ基因约１Ｍｂ，编码１６．８ｋＤａ蛋白质，覆盖脆性位点ＦＲＡ３Ｂ及肾细胞癌相关性断裂点ｔ（３；８），是一种新的候选肿瘤抑制基因。

ＦＨＩＴ基因异常不同于经典的肿瘤抑制基因，主要表现为外显子丢失，它是肺癌组织的频发事件，也是肺癌形成和发展中的早期事件。

ＦＨＩＴ基因作为烟草致癌物的靶基因，在肺癌发生机制中具有一定作用。

ＦＨＩＴ基因异常的检测，对于肺癌的诊断将具有实用价值。

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