台灣癌症防治網

文章分類

快速搜尋

甲基化基因與人類乳突病毒在子宮頸篩檢的應用

台北醫學大學醫學系婦產學科教授/衛生福利部雙和醫院 賴鴻政副院長

子宮頸癌為女性重要癌症疾病之一,世界衛生組織(WHO)於2013年發布的全球癌症統計資料庫「GLOBOCAN 2012」,子宮頸癌名列全球癌症的第五名,女性癌症第三名。根據衛生福利部國民健康署最新公布我國2011年的癌症統計,子宮頸癌居當年度十大癌症死因的第十位,與2001年子宮頸癌占十大癌症死因的第六位相比較,十年來我國子宮頸癌死亡率在大幅減少約50%,其主因有賴於子宮頸抹片的篩檢與新檢測技術的推展,藉由提早發現子宮頸癌前病變或子宮頸癌的發生,及早給予治療處置。

然而,過去十年子宮頸癌的發生率統計依然維持一定比例,每年仍有約二千個新病例發生,子宮頸抹片為傳統子宮頸癌篩檢的主要方式,在我國子宮頸抹片檢查需要醫師取樣,經醫檢師或病理醫師判讀抹片,而抹片品質判讀良好率僅七成,且易產生高偽陰性率(High false negative rate)造成癌前病變的延遲診斷和治療,如何提高子宮頸癌篩檢的精準度?需要其他更好的篩檢方法來協助提升子宮頸癌的篩檢率。兩種子宮頸癌分子生物篩檢方法包括:子宮頸上皮細胞感染人類乳突病毒(Human papillomavirus, HPV)的分子檢驗已成為近十年來子宮頸癌篩檢的第二種方式。而甲基化基因在癌症研究與檢測應用的成熟發展,也將成為新一代篩檢子宮頸癌的利器。

人類乳突病毒的持續感染子宮頸上皮細胞,是導致子宮頸癌形成的必需條件,但不是絕對的。大部份的HPV感染是短暫的,僅有極少數的HPV持續性感染會發展成子宮頸癌。HPV16與HPV18為HPV感染導致子宮頸癌的高危險型,有57%的子宮頸癌為HPV16感染,其次為HPV18的16%,另外,還有HPV31、HPV33、HPV52及HPV58是其他台灣常見的高危險型。基於子宮頸癌與HPV的關係,人類乳突病毒檢驗(HPV testing)成為子宮頸癌篩檢的另一種方式,人類乳突病毒檢驗可補足子宮頸抹片低敏感度及判讀偏差的部份缺點,但高敏感度的人類乳突病毒檢驗卻也容易發生高偽陽性率,會增加病患的擔心和浪費醫療資源在偽陽性患者的追蹤檢查。因此,需要新的分子診斷方式來提高子宮頸癌檢驗方法的準確性及方便性。

近十年之癌症研究已確認癌症的形成與表基因(epigenetic)的改變有關,什麼是表基因?簡而言之:就是在沒有改變DNA序列的情況下,對基因表現造成可遺傳性的變化。DNA甲基化(methylation)是表基因改變的一種方式,甲基化的機制為CpG雙核苷酸上的胞嘧啶(C)在DNA合成後,經DNA甲基轉移酶(DNA methyltransferase)將甲基捐贈者S-腺核苷甲硫胺酸(S-adenosylmethionine)上的一個甲基轉移到胞嘧啶第5個碳的位置上,形成5-甲基胞嘧啶(5mC)。大部份的甲基化基因會在基因及上游的啟動子區域形成CpG島(CpG islands, CGIs),也就是在約1000個鹼基對(1Kb)的區域內含有大量的GC以及CpG雙核苷酸,當甲基化基因CGIs發生高度甲基化(hypermethylation)會影響基因的轉錄和表現,導致基因靜默(silencing)。所以,人類癌症的發生與不正常的DNA甲基化機制有關,尤其是抑癌基因(tumor suppressor gene)的高度甲基化,更普遍被發現在各種癌症中。所以,甲基化基因的檢測已被認為是新一代能有效篩檢癌症的生物標記和方法。

子宮頸癌的甲基化基因體如同其他癌症一樣,整個基因體屬於低度甲基化,但抑癌基因和一些特定基因則呈現高度甲基化,進而導致這些基因的正常功能受到影響。像是p16INK4A、APC、HIC-1、DAPK1、RARB和TWIST1等抑癌基因在子宮頸癌組織或子宮頸拭子樣本呈現甲基化;SFRP家族基因被甲基化後,其基因表現被抑制,導致Wnt signaling pathway傳導路徑活化,促使子宮頸癌細胞的生長與擴散。應用這些抑癌基因的甲基化於子宮頸癌篩檢之結果並沒有優於現行的抹片或人類乳突病毒篩檢,探索新的適合做為子宮頸癌甲基化基因篩檢之研究因此展開,隨著基因晶片(microarray)技術的成熟發展,子宮頸癌甲基化基因的探索,從基因擴展到基因體。差異性甲基化雜交(differential methylation hybridization)晶片新發現SOX1、PAX1、LMX1A、NKX6-1、WT1與ONECUT1等六個基因在子宮頸癌呈現高度甲基化,經由臨床組織樣本的驗證,確認SOX1、PAX1、LMX1A、NKX6-1在子宮頸癌篩檢的可能性。使用甲基化DNA免疫沈澱晶片雜交(MeDIP-on-chip)與甲基化流體晶片(Methylation BeadChip)分析子宮頸癌甲基化基因體,經過發現階段(discovery phase)與初步驗證的兩階段研究,分別發現ZNF582及14個甲基化基因具有臨床篩檢子宮頸癌的潛力。定量甲基化分析(QMSP)具有高敏感度、高特異性、可定量和易於標準化等優點,為臨床診斷甲基化基因的最佳工具,我們將QMSP定量甲基化基因所得到的數值稱為M-Index(Methylation-Index),M-Index數值越大則相對代表基因甲基化的程度較高。

分析正常子宮頸拭子、子宮頸癌組織,以及子宮頸各癌化階段的病人拭子樣本包括:子宮頸癌前病變(CIN1、CIN2及CIN3)、子宮頸原位癌(CIS)與子宮頸癌(SCC)的M-Index,這些樣本甲基化基因的M-Index與子宮頸癌化程度的嚴重性呈正相關。評估甲基化基因臨床篩檢之效能,診斷劃分為CIN3+(包括CIN3、CIS與SCC樣本)和CIN2–(包括正常子宮頸、CIN1與CIN2樣本)兩群,以SOX1為例,其敏感度優於子宮頸抹片,而特異度優於人類乳突病毒檢驗,ROC(receiver operating characteristic)曲線下面積AUC(Area Under Curve)為0.95,說明此甲基化基因具有優異的臨床效能可應用於子宮頸癌篩檢。

目前,兩個胚胎發育相關的PAX1與SOX1基因,已經完成我國11家醫學中心(台灣婦癌組織/Taiwanese Gynecologic Oncology Group, TGOG)共676個子宮頸樣本的前瞻性確效(prospective validation),PAX1與SOX1甲基化基因個別篩檢的特異度皆優於人類乳突病毒檢驗;結合PAX1與SOX1甲基化與子宮頸抹片的結果與現行子宮頸抹片加人類乳突病毒檢驗的診斷相比較,甲基化加抹片篩檢的結果則具有極佳的特異度,以及與抹片加人類乳突病毒檢驗相近的敏感度。因此,子宮頸抹片結合PAX1或SOX1甲基化基因的篩檢,將有能力提供更佳的臨床篩檢效能。

甲基化基因檢測技術的應用不但能補足現有子宮頸癌篩檢技術的缺點,更能進一步提供人類子宮頸細胞甲基化基因的資訊,目前的研究已發現部份甲基化基因甲基化程度的高低與子宮頸癌化的過程具相關性,倘若同樣在廣泛族群的子宮頸癌化歷史與甲基化程度也獲得驗證,預期甲基化基因亦將能協助醫生判斷該採取何種治療的方式,降低可能的過度醫療處置。TGOG的確效說明甲基化基因在臨床篩檢之效能,近期可望成為臨床子宮頸癌篩檢的新利器。展望未來,使用子宮頸癌甲基化基因檢測技術結合現有子宮頸抹片或人類乳突病毒檢驗,將有助於提升子宮頸癌前病變的診斷能力,協助我國及全球在子宮頸癌防治上建立新的里程碑。


在Facebook分享  馬上按讚加入我們的粉絲團!



贊助捐款 勸募公告 財務報表 醫療相關

回頂部