病理干货 | DNA甲基化在宫颈癌及癌前病变筛查中的应用

01 DNA甲基化

在真核生物中，DNA甲基化是指DNA序列中胞嘧啶磷酸鸟嘌呤二核苷酸(CpG)的C-5位在DNA甲基转移酶（DNMT）的催化作用下，以S-腺苷甲硫氨酸（SAM）作为甲基供体，通过共价键结合的方式形成5-甲基胞嘧啶（5-mC）。DNA甲基化作为一种相对稳定的修饰状态，可随DNA的复制过程遗传给新生的子代DNA，是一种重要的表观遗传机制。 

在哺乳动物细胞中，DNA的甲基化几乎完全发生在CpG二核苷酸的背景下，CpG以散在或高度聚集（CpG岛）两种形式存在，在正常组织里，70%～90%散在的CpG是被甲基修饰的，而CpG岛是未甲基化。大约60%的人类基因启动子与CpG岛相关，主要是未甲基化的。如果CpG岛被甲基化后，蛋白不能结合DNA，进而使转录沉默，基因不表达。研究表明，启动子区CpG岛的异常高度甲基化，使肿瘤抑制基因表达沉默，导致细胞异常增殖失去控制，最终导致宫颈癌变。

02 HPV感染与DNA甲基化

HPV包含三个功能区：编码早期蛋白的（E1-E7区），编码晚期蛋白（L1和L2）的晚期区域，以及LCR（长对照区）。早期蛋白参与HPV DNA的复制和转录，而晚期蛋白L1 和L2在生产性病毒周期结束时形成衣壳。

持续性HPV感染，病毒DNA整合到宿主基因组和/或游离型病毒 LCR 的表观遗传调控，早期基因的表达失调，晚期基因的表达丢失，会使低级别宫颈上皮内瘤变（LSIL）发展为高级别宫颈上皮内瘤变（HSIL），最终发展为宫颈癌。随之而来的是许多细胞事件：突变的累积、丧失细胞周期控制和宿主基因表达改变。最终进展导致浸润性癌症，完全转化的细胞获得移动特性，可以突破上皮基底膜的屏障并侵入其他组织。

HPV 持续感染和整合类似于打开表观遗传调控的大门，HPV癌蛋白E6、E7通过靶向多种细胞蛋白，参与 DNA 损伤通路的蛋白质以及细胞表观遗传机制（包括 DNA 甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和 miRNA ），进而影响许多过程和信号通路。HPV利用这些机制来影响细胞增殖、宿主免疫反应和细胞凋亡，从而建立持续感染，通过表观遗传机制改变宿主基因转录。

在各种类型的HPV相关癌症中观察到细胞基因组异常甲基化，尤其是宫颈癌鳞癌中，大多数都是HPV依赖性的。

03 指南推荐 DNA甲基化

用于宫颈癌筛查

《IARC手册》将子宫颈癌的进展过程分为HPV感染、进展到癌前阶段、侵袭性癌症三个阶段。子宫颈癌在很大程度上可以通过接种疫苗、早期筛查、适当的随访和治疗来预防。在宫颈癌癌前病变阶段，《IARC手册》推荐DNA甲基化检测可用于宫颈癌筛查。

《WHO 宫颈癌筛查指南第二版》列举了未来宫颈癌筛查的三种检测方法，在分子检测策略中，推荐临床可以使用DNA甲基化等分子筛查技术进行筛查，识别可能患有子宫颈癌或子宫颈癌前期风险的人。

*本文（包括图片）仅供行业交流学习用，不作为医疗诊断依据。

参考文献

1.Human papillomaviruses in epigenetic regulations，Epub 2016 Sep 19.doi: 10.1016

2.DNA 甲基化预测宫颈癌及癌前病变的研究进展，国际妇产科学杂志 DOI: 10.12280/gjfckx.20230135

3.The IARC Perspective on Cervical Cancer Screening doi: 10.1056/NEJMsr2030640

4.WHO guideline for screening and treatment of cervical pre-cancer lesions for cervical cancer prevention, second edition: use of mRNA tests for human papillomavirus (‎HPV)