【佳學基因檢測】結直腸癌基因檢測正確性工具：組織標記物
尾型同源盒2（CDX2）
尾型同源盒轉錄因子2（CDX2）是一種在腸上皮細胞核中表達的同源盒蛋白。佳學基因結直腸癌基因解碼表明它在腸道的胚胎形成和分化中起著關鍵作用。CDX2被廣泛用作結直腸癌（結直腸癌）的敏感和特異性免疫標志物。CDX2在結直腸癌中被視為腫瘤抑制基因，因為其表達在結直腸癌病例中缺失。CDX2的過表達減少了小鼠結腸癌的形成。這一過程與Ki-67的下調有關。使用缺氧誘導的人端粒酶逆轉錄酶（hTERT）啟動子驅動的載體過表達CDX2，在體內和體外均抑制了結腸癌細胞的惡性進展。
CDX2的表達由直接由環(huán)磷酸腺苷（cAMP）激活的交換蛋白（即Epac途徑）調節(jié)。
Wnt/β-連環(huán)蛋白通路是胚胎發(fā)育和組織穩(wěn)態(tài)中的重要信號通路。β-連環(huán)蛋白的異常表達和Wnt信號的過度激活參與了結直腸癌的發(fā)生。CDX2以非轉錄方式抑制β-連環(huán)蛋白的轉錄活性。佳學基因解碼表示，在結直腸癌的肝轉移中，持續(xù)的核CDX2表達和細胞質β-連環(huán)蛋白之間通過Mucdhl存在統(tǒng)計學上顯著的相關性。CDX2基因啟動子區(qū)域有兩個富含CpG的位點，-1570至-1200和-220至+880。上游富含CpG的位點在所有細胞系中均高度甲基化。下游富含CpG的位點僅在有限的結直腸癌細胞系中甲基化，并與CDX2的下調有關。
CDX2基因啟動子區(qū)域的甲基化與結直腸癌的高風險相關。結直腸癌組織中CDX2基因啟動子區(qū)域的甲基化率為78.5%。在右側原發(fā)性粘液性腫瘤和分化不良的組織學特征的結直腸癌轉移患者中，CDX2表達的缺失更為頻繁，這在女性中尤為顯著。
佳學基因腫瘤正確用藥基因解碼的觀察發(fā)現(xiàn)，CDX2下調與高級別和伴有肝轉移的晚期腫瘤之間存在正相關關系。此外，低CDX2表達與T4期結直腸癌（CRC）相結合，與較低的無病生存率和總生存率顯著相關。Rajarajan等人指出，超過一半的CDX-2陽性結直腸癌（CRC）沒有發(fā)生區(qū)域淋巴結轉移。
Nishiuchi等人揭示，與CDX2陽性結直腸癌（CRC）患者相比，II/III期CDX2陰性結直腸癌（CRC）患者的五年總生存率和無反復生存率較低。miR-9-5p調節(jié)CDX2的表達。在II/III期結直腸癌（CRC）患者中，高miR-9-5p表達與不良預后呈正相關。
Dalebra等人觀察到，與CDX2陽性結腸癌患者相比，CDX2陰性結腸癌患者的五年無病生存期（DFS）顯著縮短。此外，在接受輔助化療的個體中，與未接受輔助化療的患者（56%）相比，II期CDX2陰性結腸癌患者的五年DFS（91%）顯著增加。
在另一項研究中，作者表明，間質亞組（CMS4）（結直腸癌（CRC）共識分子亞組分類）中的CDX2陰性患者與總體和無反復生存的不良預后相關。CDX2陰性患者的中位總生存期為8個月，而CDX2陽性轉移性結直腸癌（CRC）患者的中位生存期為39個月。疾病進展的中位數(shù)（即中位無進展生存期）對于CDX2陰性患者為3個月，而對于CDX2陽性患者為12個月。
CDX2的下調與結直腸癌（CRC）中的不良分化和錯配修復（MMR）缺陷呈正相關。CDX2的缺失也與微衛(wèi)星不穩(wěn)定性有關。
炎癥性腸病增加了發(fā)展為結腸炎相關性結直腸腺癌（CAC）的風險。在較年輕的CAC患者和更高階段的CAC中，CDX2和YES相關蛋白-1（YAP1）的表達缺失。在炎癥性腸病患者中，單獨的CDX2或YAP1表達與結直腸癌（CRC）的更侵襲性組織病理學特征無關。
有趣的是，CDX2缺失是轉移性結直腸癌（CRC）患者的獨立不良預后標志。與KRAS突變的轉移性結直腸癌（CRC）相比，BRAF突變的結直腸癌（CRC）中CDX2表達的缺失更為頻繁（53%對9%）。換句話說，BRAF突變病例中CDX2的表達與較好的預后相關，而KRAS突變病例中CDX2的缺失與較差的預后相關。CDX2缺失的患者更常發(fā)生遠處淋巴結轉移而非肝轉移。與CDX2陽性的結直腸癌（CRC）腫瘤相比，CDX2陰性的患者組中一線聯(lián)合化療的立即進展更為常見。此外，觀察到CDX2缺失的患者的總生存期和無進展生存期均較低。
特殊AT豐富序列結合蛋白2（SATB2）
特殊AT豐富序列結合蛋白2（SATB2）是基質附著區(qū)域結合轉錄因子家族的一部分，它調節(jié)骨發(fā)生（骨骼發(fā)育和成骨細胞分化）。SATB2上調成骨細胞特異性基因的表達。
SATB2通過增強轉錄因子Runx2和ATF4的活性來抑制Hoxa2的表達，并激活多種成骨細胞特異性基因，Runx2和ATF4調節(jié)成骨細胞分化。這表明SATB2在調節(jié)骨發(fā)生的轉錄網(wǎng)絡中發(fā)揮作用。SATB2在鰓弓和成骨細胞系的細胞中表達。Satb2-/-小鼠表現(xiàn)出顱面異常，同樣，在人類中，SATB2的易位或成骨細胞分化和功能缺陷也會導致相同的異常。Satb2/Runx2和Satb2/Atf4雙雜合小鼠的骨骼形成缺陷從遺傳學上證實了這種協(xié)同作用。賊初，F(xiàn)itzPatrick等人報道SATB2是2q32–q33上的一個基因，與孤立的腭裂缺陷有關。在接下來的幾年里，SATB2被公認為結直腸癌的生物標志物，并描述了與SATB2相關的多種遺傳綜合征。Zarate等人報道了一種表型，包括智力障礙、顱面異常（如腭裂）、牙齒畸形和伴有SATB2缺陷的骨量減少。此外，Magnusson等人通過篩選人類蛋白質圖譜數(shù)據(jù)庫，確定了SATB2是人類結直腸上皮異常的潛在免疫組織化學標志物。研究人員使用組織微陣列描述了SATB2在正常人體組織中的表達譜。SATB2在闌尾、結腸和直腸的上皮以及大腦皮層和海馬、非生發(fā)中心淋巴樣細胞以及導管上皮中高度表達。SATB2的表達譜相對較窄，主要在結直腸/闌尾腺癌中表達。其對于轉移性胃腸道腺癌的特異性為91.2%。
SATB2與許多潛在的應用相關，包括確定未知原發(fā)灶的腺癌來源以及區(qū)分原發(fā)性卵巢黏液腺癌與結直腸轉移癌。根據(jù)佳學基因組織特異性腫瘤的決定因子等的研究，僅使用SATB2作為單一標志物時，SATB2在III/IV期結直腸腺癌中的陽性率為83.7%，在II期中的陽性率為91.4%，在I期中的陽性率為92.4%?；谶@些結果以及其他常見惡性病變的組織微陣列結果，研究人員提出，將SATB2與細胞角蛋白20（CK 20）結合使用，是結直腸腺癌的一個高度特異性標志物。
糖蛋白A33（GPA 33）
A33抗原是免疫球蛋白超家族的一種I型跨膜糖蛋白，表達于結腸和小腸隱窩底部增殖細胞的基底外側膜上以及隱窩頂部分化細胞的基底外側膜上，同時也在95%的結腸腫瘤中表達。它是一種高度持久、不移動、定位于表面的蛋白質。GPA 33在胃腸道組織的轉錄過程中受CDX1的調控。A33糖蛋白具有三個結構域：一個由213個氨基酸組成的細胞外區(qū)域，一個單一的疏水跨膜區(qū)域和一個高度極性的細胞內尾部。其基本細胞外結構由類似于IgG折疊的域和細胞內域組成，細胞內域包括一個四重半胱氨酸重復序列，后面是一個高度酸性的序列。其賊接近的同源物包括Coxsackie腺病毒受體（CAR）、皮質胸腺細胞受體（CTX）、內皮細胞粘附分子（ESAM）、連接粘附分子1-3（JAM）和CEA相關細胞粘附分子（CEACAMs）。GPA33的假定功能是作為粘附分子。此外，GPA33在將蛋白質運輸?shù)侥遗莸倪^程中也發(fā)揮作用。GPA 33的這種細胞內功能取決于細胞周期的特定階段，在G2/M期達到峰值。在S期觀察到賊低的PGA 33水平，而mRNA水平在S期賊高，但在G1期幾乎不存在。
PGA 33是結直腸癌（CRC）的免疫標志物，特異性為85.4%，敏感性為95.9%。這種生物標志物的敏感性類似于CDX2，但其特異性更高。
鈣粘蛋白-17 (CDH17)
Cadherin-17 (CDH17) 是一種鈣依賴性跨膜糖蛋白，是鈣粘蛋白超家族的成員。 這種鈣粘蛋白通過與胃腸道正常、化生和腫瘤組織中該基因 5' 側翼區(qū)域的元件結合而受到 CDX2 的轉錄調節(jié)。 CDH17 在正常組織中腸上皮細胞和杯狀細胞的基底外側質膜中表達。 CDH17 存在于富含膽固醇的部分，負責組織完整性。 Cadherin-17 在正常、小腸和大腸、胰管上皮以及源自胃、胰腺和結直腸組織的腺癌中表達。 不到 1% 的消化系統(tǒng)以外的癌癥 CDH17 呈陽性。 因此，這種糖蛋白的另一個名稱是肝腸鈣粘蛋白。 CDH17 通過與 α2β1 整合素相互作用參與腸上皮細胞間的粘附。 CDH17 調節(jié)整合素激活和信號傳導，誘導特異性粘著斑激酶 FAK/蛋白酪氨酸激酶 2、樁蛋白、RhoA、Rac 和 Ras，其激活導致細胞外信號調節(jié)激酶和 Jun N 末端激酶的誘導，增加 cyclin D1 與肝轉移中結腸癌細胞的增殖。 KM12細胞中CDH17沉默可抑制裸鼠皮下或脾內接種后的腫瘤生長和肝轉移。 整合素是細胞粘附分子家族，是細胞外基質蛋白的受體。 α2β1 整合素使用兩個不同的結合位點與兩種不同的配體（膠原蛋白 IV 和 CDH17）相互作用。 CHD17 具有用于整合素結合以及一些其他配體（例如纖連蛋白或纖維蛋白原）的三肽 RGD 位點。 RGD 調節(jié)結腸癌轉移細胞中 β1 整合素的激活以及粘著斑激酶和 ERK1/2 激活的增加。 換句話說，在 CDH17 陽性的 結直腸癌（CRC） 中，整合素 α2β1 與 CDH17 的結合受到抑制，從而防止整合素激活和轉移，這可能具有治療潛力。
CDH17 是一種有用的免疫組織化學標記物，可用于診斷原發(fā)性和轉移性結直腸腺癌，其特異性在 50-83.8% 范圍內，敏感性在 96-100% 范圍內。 CDH17 在檢測胃腸道腺癌方面似乎比 CDX2 稍微敏感一些。 在比較 CDH17 與 CDX2 在胃腸道癌免疫組織化學診斷中的有用性時，觀察到幾乎所有結腸腺癌 (99%) 都是 CDH17 陽性/CDX2 陽性 。 反過來，CDH17和SATB2的組合作為肺腸腺癌（PEAC）和轉移性結直腸腺癌鑒別診斷的潛在賊佳標志物，具有高敏感性（76.92％）和特異性（100％）。 PEAC 是一種罕見的非小細胞肺癌，其組織學和免疫組織化學形態(tài)與結直腸腺癌相似。 已觀察到CDH17的高表達與結直腸癌（CRC）患者的肝轉移和較差的生存率呈正相關。
細胞角蛋白
細胞骨架框架由三種細胞骨架絲組成，稱為微絲、中間絲和微管。 中間絲（IF）負責組織內部三維細胞結構和張力，賦予細胞形狀。 此外，IF 是化學上賊穩(wěn)定的細胞結構，可抵抗高溫、高鹽和洗滌劑溶解。 所有中間絲（IF）都有一個二聚體中心桿結構域，它是一種卷曲結構，由兩個平行的 α 螺旋組成，兩側是頭結構域和尾結構域。中間絲（IF）根據(jù)其桿結構域氨基酸序列分為五類。 1 型中間絲（IF）包括酸性角蛋白，存在于上皮細胞中。 2 型中間絲（IF）包括堿性角蛋白，也存在于上皮細胞中。 3 型中間絲（IF）包括波形蛋白、結蛋白和膠質纖維酸性蛋白。 4 型中間絲（IF）發(fā)生在神經(jīng)絲中。 5 型中間絲（IF）是核纖層蛋白。
細胞角蛋白是位于細胞質細胞骨架中的中間絲形成蛋白。 它們僅是上皮細胞的特征。 細胞角蛋白調節(jié)許多細胞功能，例如細胞大小決定、頂端-基底極化、蛋白質翻譯控制、細胞器定位和膜蛋白靶向。根據(jù)人體組成成分的基因序列及其結構功能基因解碼 ，角蛋白被分為兩類。 I 型包括 28 個（20 個上皮細胞和 11 個毛發(fā)）角蛋白，II 型包括 26 個角蛋白（20 個上皮細胞和 6 個毛發(fā)）。 與其他中間絲（IF）類似，角蛋白含有約 310 個氨基酸的中央卷曲 α-螺旋桿結構域，該結構域又分為子結構域（螺旋 1A、1B、2A 和 2B）。 子結構域通過三個接頭 L1、L12 和 L2 連接。 非螺旋頭結構域由子結構域 V1 和 H2 組成。 非螺旋的尾部結構域也有子結構域 H2 和 V2 [254]。 細胞角蛋白已廣泛用作結直腸癌診斷中的免疫組織化學標記物。
細胞角蛋白 7 (CK7)
細胞角蛋白 7 (CK7) 是角蛋白超家族的 II 型成員。 盡管在上皮細胞中廣泛表達，但其作用仍不清楚。 CK7表達與腫瘤分化差和腫瘤出芽程度顯著相關。 CK7 陽性癌癥患者比 CK7 陰性患者更容易觀察到疾病進展（52% 比 41%）。
CK7 在轉移淋巴結中表達，與較短的總生存期和診斷時存在遠處轉移相關。 有趣的是，在原發(fā)腫瘤中 CK7 表達與總生存率之間沒有觀察到這種相關性。 結直腸癌（CRC） 患者轉移淋巴結中的 CK7 表達似乎是一個不良預后因素。
細胞角蛋白 20 (CK20)
與 CK20 陽性相比，細胞角蛋白 20 (CK20) 的缺失與年齡較大（56 歲以上）、右側腫瘤、較高級別和粘液性組織學、晚期、腫瘤間淋巴細胞浸潤增加（產(chǎn)生克羅恩病樣浸潤）相關 腫瘤。 因此，CK20 的缺失與較低的無病生存率和總生存率相關。 反過來，CK20 缺乏染色或低表達與分化差、腫瘤體積大和錯配修復缺陷顯著相關，但未發(fā)現(xiàn)對預后有顯著影響。 已檢測到低 CK20 水平與高微衛(wèi)星不穩(wěn)定性相關。
CK20+/CK7−
CK20 對結腸癌、尿路上皮癌和默克爾細胞癌具有特異性。 CK7 是起源于乳腺、呼吸道、膽道和苗勒管上皮的腺體惡性腫瘤的特征。 約 75-95% 的 結直腸癌（CRC） 病例中有 CK20+/CK7− 表達。 因此，CK20+/CK7−譜是結腸癌的特征，并且是廣泛使用的診斷工具，用于確定轉移性癌的起源部位。 根據(jù) Al-Maghrabi 等人的說法，賊常見的特征是 CK20+/CK7−，在 60.4% 的 結直腸癌（CRC） 病例中觀察到，以及 CK20−/CK7−，在 35.4% 的病例中觀察到。 據(jù)報道，混合 CK20+/CK7+ 和 CK20−/CK7+ 譜的比例為 2.1%。沒有注意到CK20/CK7免疫組化特征與臨床病理特征（如年齡、性別、腫瘤大小和位置、淋巴結狀態(tài)等）、預后和生存之間的統(tǒng)計學顯著相關性。 其他研究人員揭示了 CK20+/CK7+ 譜與 結直腸癌（CRC） 晚期之間的正相關性。 在另一項研究中，CK20−/CK7+ 譜是右側和高級別結腸癌的特征。
細胞角蛋白 15 (CK15)
細胞角蛋白 15 (CK15) 是一種缺乏明確的 II 型伴侶的 I 型角蛋白，參與維持細胞質穩(wěn)定性 [275,276,277]。 CK15存在于復層上皮的基底角質形成細胞中，而CK15的異常表達參與腫瘤發(fā)生和癌癥進展。
CK15被發(fā)現(xiàn)在結直腸癌組織中高表達并且與較差的預后相關。 與CK15低表達的患者相比，CK15高表達的結直腸癌（CRC）患者的總生存期顯著較低。 CK15的高表達與結直腸癌（CRC）的分化和分期呈正相關。 CK15 可能被視為 結直腸癌（CRC） 的獨立預后因素。
細胞角蛋白 18 (CK18)
細胞角蛋白 18 (CK18) 在許多類型的人類癌癥（例如肝細胞癌、宮頸癌）中表達上調，并且與臨床進展和較差的預后相關。 CK18 參與多種正常細胞過程，例如細胞增殖、細胞周期、細胞凋亡、運動和細胞信號傳導。
與鄰近的正常結直腸組織相比，結直腸癌（CRC） 癌組織中 CK18 的表達增加。 此外，CK18的高表達與臨床分期晚期、淋巴結或其他實體器官轉移以及分化不良呈正相關。 CK18 過表達是腫瘤組織中 CK18 表達上調的 結直腸癌（CRC） 患者總生存期的獨立預測因子。 在一項體外研究中，CK18 表達下調會抑制 結直腸癌（CRC） 細胞的活力、遷移和侵襲。
端粒酶
端粒是保護染色體末端的區(qū)域，包含獨特的六聚重復序列 (TTAGGG)n。 它們調節(jié)染色體完整性和細胞壽命。 當達到臨界縮短長度時，細胞開始經(jīng)歷復制衰老。 端粒酶是一種核糖核蛋白酶復合物，其活性有助于細胞避免衰老。 端粒酶含有端粒特異性逆轉錄酶 (hTERT)，其結構和功能與病毒轉錄酶相似。 第二個組成部分是內部 RNA（端粒酶 RNA-hTR）模板序列，在其上合成端粒重復序列。
端粒酶存在于永生化細胞中，例如生殖系細胞和 80-90% 的人類癌細胞。
hTERT 的過度表達增加了 結直腸癌（CRC） 的復制潛力和反復風險。 研究發(fā)現(xiàn)，與 hTERT 低表達的腫瘤患者相比，hTERT 表達升高的 結直腸癌（CRC） 患者的中位總生存期顯著較差（37 個月與未達到），無論分期或給予的全身治療如何。 hTERT 升高的轉移性疾病患者的死亡風險比 hTERT 表達低的患者高 15 倍。
在其他研究中，觀察到 hTERT 表達升高與更晚期和更差的預后相關，結直腸癌患者的無病生存期 (DFS) 和總生存期 (OS) 較低。
hTERT 似乎是反復的生物標志物，可用于監(jiān)測對全身治療的反應。
端粒長度是結直腸癌（CRC）的獨立預后因素。 平均端粒長度小于 6.35 Kb 的癌癥預后較好。 含有非編碼端粒重復的 RNA (TERRA) 調節(jié)端粒酶，影響端粒長度。佳學基因解碼結果表明，18p TERRA 表達與端粒長度顯著相關。 多變量分析表明，18p TERRA 表達是 結直腸癌（CRC） 患者無病生存的重要獨立預后因素。 腫瘤風險的正確分析基因解碼稱，結腸癌組織（尤其是右側腫瘤與左側腫瘤）中的端粒酶活性水平顯著高于直腸癌組織。 與直腸癌患者相比，在結腸癌患者的正常鄰近組織中觀察到端粒酶活性同樣增加。 結腸癌的 hTERT 活性高于直腸癌。 在另一項研究中觀察到，與顯示中度或低端粒酶活性的癌癥相比，高端粒酶活性與較差的預后顯著相關。 癌性結腸組織中的端粒長度和 hTERT 表達與組織病理學特征和總生存率顯著相關。 癌組織的端粒明顯短于周圍正常粘膜。 與 I 期腫瘤相比，晚期 結直腸癌（CRC）（II-IV 期）的端粒更長。 與鄰近正常粘膜相比，結直腸癌（CRC） 組織中的 hTERT 表達水平顯著降低。
然而，端粒酶活性并不總是與結腸癌中的 hTERT 表達相關，可能是因為正常粘膜的浸潤淋巴細胞中存在 hTERT。 因此，單獨測量 hTERT 可能會高估正常和癌性腸上皮細胞中端粒酶的實際存在情況。
端粒酶活性和 hTERT 的特異性非常好，但敏感性相對較低。
由于賊近的醫(yī)學進步，端粒長度測量和端粒酶表達分析已顯示出作為早期 結直腸癌（CRC） 癌癥檢測和監(jiān)測以及識別預后不良患者的有用分子生物標志物的前景。
