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腺瘤性息肉病会增加罹患结直肠癌的风险。APC 和 MUTYH 是疑似息肉病患者中研究最多的主要基因。除 APC 和 MUTYH 基因外，其他基因如 POLE、POLD1、NTHL1、MBD4、MSH3 和 MLH3 最近也被发现与息肉病表型相关，使息肉病患者在临床、病因学和遗传方面呈现异质性。采用全外显子测序，探究 APC 和 MUTYH 基因无变异的疑似息肉病患者的潜在变异谱。纳入 27 名研究对象并进行胚系全外显子测序。同时收集他们的临床病理、个人和家族史资料。
平均诊断年龄为 51 岁，大多数研究对象为衰减型息肉病（88.9%），63.0% 确诊原发性肿瘤，其中以结直肠癌为主（76.5%）。在鉴定出的变异中，17 个被归类为致病性或可能致病性（分布于 12 名研究对象），包括 Wnt/β- 连环蛋白信号通路相关基因如 ST7L、A1CF、DKK4 的变异，DNA 修复基因如 NTHL1、PNKP、PMS2 的变异，以及在 1 名 19 岁经典型息肉病且有息肉家族史的患者中发现的 FRK 基因变异。
本研究在 APC 和 MUTYH 基因无胚系致病性变异的息肉病患者中，鉴定出潜在与息肉病相关的新基因。这些发现支持将下一代测序用于筛查，将息肉病相关变异的检测范围拓展至这两个基因之外。
研究背景
结直肠癌（CRC）是全球重大健康问题，发病率居恶性肿瘤第三位，死亡率居第二位，巴西也呈现相似趋势。遗传性 CRC 综合征约占结直肠癌病例的 20%，林奇综合征和家族性腺瘤性息肉病（FAP）是最常见的结直肠癌易感综合征。约 1% 的 CRC 病例与 FAP 相关，该综合征若未经治疗，CRC 发病风险接近 100%。与经典型 FAP 相比，衰减型疾病的特征是结肠和直肠内存在 10~20 枚至 100 枚腺瘤，发病年龄通常更晚，CRC 发病风险更低。
经典型 FAP 是一种常染色体显性遗传综合征，以结肠和直肠内出现超过 100 枚腺瘤性息肉为特征，由 APC 基因胚系 P/LP 变异引起。这些变异在 APC 基因上的位置会影响疾病严重程度，息肉数量可从数十枚至数千枚不等，患者终生 CRC 风险也存在差异。碱基切除修复基因 MUTYH 的杂合和纯合胚系突变也可导致腺瘤性息肉病。WES 还鉴定出罕见的结直肠息肉病相关基因，如 POLE 和 POLD1 基因杂合 P/LP 变异（聚合酶校正缺陷相关息肉病），NTHL1 基因纯合 P/LP 变异（NTHL1 相关息肉病），以及同样参与 DNA 修复机制的 MSH3、MBD4 和 MLH3 基因。
尽管大规模测序策略在分子诊断中的应用日益广泛，仍有相当比例的病例无法明确遗传学病因。此外，CRC 筛查的实施使多发性腺瘤患者的确诊数量增加，凸显出为遗传学病因未明的息肉病患者明确遗传病因的必要性。同时，不同组织学分类的息肉并存有时会模糊临床表型，仅依靠临床表现通常无法区分一种息肉病综合征与另一种。为解决这一问题，研究者对 APC 和 MUTYH 野生型的息肉病患者进行 WES 检测，以鉴定候选基因中的潜在胚系变异。
研究结果
研究对象的特征和临床病理评估：
本研究共纳入 27 名经典型或衰减型息肉病患者。研究对象的数据总结见表 1。息肉病平均诊断年龄为 51 岁（19~69 岁），大多数研究对象为男性（51.9%），92.6% 为衰减型息肉病，7.4% 为多发性息肉（表 1）。大多数研究对象确诊原发性肿瘤（63.0%），主要为 CRC（76.4%），23.5% 有第二原发肿瘤（CRC、子宫内膜癌、乳腺癌或甲状腺癌，表 1）。2 名 CRC 患者为同时性结肠肿瘤。
表1
WES 鉴定的胚系变异：
经过测序质量、等位基因频率和人群频率筛选后，共有 394 个胚系变异保留用于 ACMG 分级。变异的 ACMG 优先级判定结果为 60.1% 的变异归类为 VUS（237 个变异），4.3% 的变异归类为 P/LP（17 个变异）。12 名研究对象存在 P/LP 变异，其中 4 名存在超过 1 个归类为 P/LP 的变异（表 2）。
表2
研究对象的个人和家族史：
在 16 名确诊癌症的研究对象中，13 名确诊 CRC。这些个体中大多数同时确诊息肉病和 CRC。此外，4 名研究对象患有其他类型原发肿瘤，具体为子宫内膜癌、乳腺癌、前列腺癌和甲状腺癌。2 名研究对象患有多原发肿瘤：编号 157 患有 CRC 和乳腺癌（BC），编号 1963 患有甲状腺癌和 BC。所有研究对象均报告癌症家族史（FH），约 63% 有息肉或息肉病亲属。此外，37% 的研究对象有 CRC 家族成员，相同比例的研究对象有胃癌和 / 或肠癌家族成员。家族史中其他常见报告的癌症包括 BC（29.6%）和前列腺癌（25.9%）。
P/LP 变异：与个人和家族病史的关联：
共鉴定出 12 名研究对象携带 P/LP 变异。其中，4 名研究对象存在多个 P/LP 变异（表 2 和图 1）。在存在超过 1 个归类为 P/LP 变异的研究对象组中，均确诊为衰减型息肉病，2 名还确诊 CRC。第一名研究对象（编号 1488）50 岁确诊子宫内膜息肉，此外 40 岁确诊衰减型息肉病和 CRC。该研究对象报告多发肿瘤 FH。研究对象编号 1488 携带 PIDD1 基因 1 个 LP 剪接变异、DKK4 基因 1 个 LP 移码变异和 NTHL1 基因 1 个杂合 P 无义变异（表 2）。在鉴定出的 VUS 中，值得注意的是 GRB10 基因 1 个剪接变异和 ID3 基因 1 个高致病性评分预测（HPSP）错义变异。
图1
第二名研究对象（编号 278）同样 55 岁确诊衰减型息肉病和 CRC，报告胃肠道肿瘤和息肉 FH。该研究对象携带 MUC16 和 TINF2 基因 2 个杂合 LP 变异（表 2），以及 OBSCN 基因 1 个归类为 VUS 的移码变异。此外，在错义 VUS 中，存在 BMPR1A 和 CNTNAP2 基因 2 个 HPSP 变异。
第三名存在超过 1 个归类为 P/LP 变异的研究对象编号 1536，58 岁确诊 BC，63 岁确诊衰减型息肉病。她报告息肉以及 CRC、胃癌和肾癌 FH。该研究对象在 CD44 和 TG 基因中鉴定出 2 个 LP 变异（表 2），同时有 5 个 VUS：BLK 和 TINF2 基因 2 个移码变异、GCNT3 基因 1 个无义变异以及 HBA1 和 CSMD3 基因 2 个 HPSP 错义变异。
最后，研究对象编号 1831，36 岁确诊衰减型息肉病，报告息肉 FH。该研究对象存在 MUC16 基因 1 个 LP 移码变异和 HLTF 基因 1 个归类为 P 的剪接变异（表 2）。此外，该研究对象携带多个 VUS，包括与研究对象编号 1536 中鉴定出的相同 BLK 移码变异，以及 NSD3 基因 1 个 HPSP 错义变异。
在仅携带 1 个归类为 P/LP 变异的研究对象中，4 名确诊衰减型息肉病和 CRC（编号 547、1165、2325 和 2448）。研究对象编号 547 51 岁确诊，报告 CRC 和息肉 FH。该研究对象携带 A1CF 基因 1 个 LP 无义变异（表 2）。此外，研究者鉴定出 2 个 VUS 错义变异，1 个在 RAD21 基因，另 1 个在 MSH5 基因且具有 HPSP。研究对象编号 1165 53 岁确诊 CRC，报告胃肠道肿瘤 FH。该研究对象存在 PCSK7 基因 1 个杂合剪接 LP 变异（表 2），尽管具有 HPSP，但携带 IGF1R 基因 1 个归类为 VUS 的错义变异。研究对象编号 2325 59 岁确诊 CRC，报告包括 CRC 在内的多发肿瘤 FH。该研究对象携带 OBSCN 基因 1 个 LP 变异（表 2），并有多个 VUS，包括 NTRK1 基因 1 个 HPSP 错义变异。最后，研究对象编号 2448 19 岁确诊 CRC，携带 PMS2 基因 1 个 P 无义变异（表 2）。值得注意的是，该患者的肿瘤未显示微卫星不稳定性。
在其他仅携带 1 个 P/LP 变异的研究对象中，无人确诊癌症，尽管 3 名存在功能丧失型变异。研究对象编号 1490 52 岁确诊衰减型息肉病，报告息肉 FH。该研究对象携带 ST7L 基因 1 个 LP 移码变异（表 2），并有 SDHA 和 CDKN2A 基因 2 个 HPSP VUS。另一名研究对象编号 517 56 岁确诊，携带 PNKP 基因 1 个杂合 LP 变异（表 2），报告胃癌、BC 和前列腺肿瘤 FH。
值得注意的是，研究对象编号 454 19 岁确诊经典型息肉病且有息肉 FH，存在 FRK 基因 1 个 LP 无义变异（表 2），同时有多个 VUS，包括 ESR2 基因 1 个 HPSP 错义变异。最后，研究对象编号 907 61 岁确诊衰减型息肉病，报告息肉病、白血病和肺肿瘤 FH。该研究对象携带 AHRR 基因 1 个杂合 LP 变异（表 2），以及 ABTB1 和 KISS1 基因 2 个归类为 VUS 的无义变异。
P/LP 变异的存在与临床病理数据的相关性：
将 P/LP 变异的存在情况与临床病理数据进行关联分析。P/LP 变异的存在与性别（P=0.704）、FH（P>0.999）、息肉病类型（P>0.999）、原发肿瘤诊断部位（P=0.876）或原发肿瘤诊断分期（P=0.284）之间未观察到相关性。此外，在校正息肉病诊断年龄和性别后，P/LP 变异的存在与 FH、息肉病类型、原发肿瘤诊断部位和原发肿瘤诊断分期之间未观察到统计学显著性。尽管未发现显著差异，但与无 P/LP 变异的研究对象相比，携带 P/LP 变异的研究对象息肉病诊断时年龄略小（平均年龄 47 岁 vs 55 岁，P=0.16）。
通路富集分析：
对 FAP 病例中携带 P 变异的基因组进行 GO 富集分析，仅鉴定出 1 条显著改变的通路：蛋白质二磷酸腺苷（ADP）核糖基化的负调控。该通路 P 值为 0.0308，提示在队列中 FAP 发病的分子机制中可能发挥作用。这些发现突出了可能促进 FAP 发病的特定生物学过程。
讨 论
APC 和 MUTYH 是与腺瘤性结肠息肉病相关的主要基因。尽管已有大量研究，腺瘤性息肉病的遗传易感性仍有相当一部分无法解释。高通量技术如 WES 和全基因组测序的应用使研究人员能够鉴定出新的遗传性 CRC 基因，如 POLE、POLD1 和 NTHL1。在本研究中，为鉴定胚系息肉病易感性的新候选基因，对无 APC 或 MUTYH 胚系 PV 的 FAP 患者进行 WES 检测。在本病例系列中，鉴定出 44.4% 的研究对象在 16 个 DNA 修复、遗传性或癌症相关基因中携带至少 1 个 P/LP 变异。尽管许多衰减型息肉病患者仍未发现可能与表型相关的结构性遗传改变，但这种缺失的遗传度可能是多因素的 —— 由中低风险遗传变异结合环境或生活方式风险因素共同导致。
与已明确与某些肿瘤类型相关的基因中携带 P/LP 变异的预期情况相反，未发现 P/LP 变异的存在与癌症 FH 之间存在相关性。此外，未观察到 CRC 或特定类型息肉病发生风险的相关性或显著升高，肿瘤分期也无差异。也未观察到 P/LP 携带者息肉病诊断年龄更小，尽管该变量存在趋势。这些因素可由研究评估的样本量解释，但也可能提示尚未与遗传性综合征相关并因此与肿瘤发生相关的基因，可能需要不同于目前基于个人和 / 或 FH 推荐的筛查方法。
碱基切除修复基因 NTHL1 的 P 变异，包括鉴定出的 p.(Gln82Ter) 变异，已在纯合或复合杂合状态下原因不明的息肉病家族中观察到。这些家族以腺瘤性息肉、早发性 CRC 或家族性 CRC 为主要特征，呈现多原发肿瘤表型，包括 BC 高发病率。同样，研究对象 40 岁首次确诊（CRC 和息肉病），报告 1 名姐妹患 BC。此外，在 1 名衰减型腺瘤性息肉病和子宫内膜增生患者中鉴定出相同变异，这也与本研究中报告的研究对象相似。尽管 NTHL1 基因纯合胚系变异与息肉病相关，但杂合变异携带者并未表现出更高的息肉病或 CRC 风险。然而，在 NTHL1 杂合 PV 携带者的肿瘤中已观察到与 NTHL1 缺失相关的突变特征。
本研究中携带 NTHL1 变异的同一研究对象还在 DKK4 和 PIDD1 基因中鉴定出另外 2 个 LP 变异。这些变异的共同存在可能增加发生肿瘤尤其是 CRC 的风险。PIDD1 是一种死亡结构域蛋白，被描述为 p53 依赖性凋亡的效应因子，其抑制已被证明可减弱 p53 介导的凋亡，该蛋白还在损伤后的细胞周期控制中发挥作用。在这种情况下，该蛋白死亡结构域的破坏性变异已被证明会损害 PIDD1 激活凋亡的能力，这意味着本应发生凋亡的受损细胞可能存活，潜在导致肿瘤发生。DKK4 基因作为 Wnt/β- 连环蛋白信号通路的负调控因子发挥作用。CRC 细胞分泌的 DKK4 使成纤维细胞中的 β- 连环蛋白失活，导致小鼠模型中肿瘤团块扩张受限和 CRC 转移增强。此外，它增强 CRC 细胞对化疗的耐药性。
Wnt/β- 连环蛋白通路的失调在多种肿瘤类型包括息肉发生和 CRC 中发挥重要作用。除 DKK4 基因变异外，还鉴定出与这些信号通路相关的其他基因变异，如 A1CF。A1CF 表达缺失已被证明参与 Wnt/β- 连环蛋白通路的调控，并与神经胶质瘤细胞增殖和迁移降低以及正常肾细胞上皮间质转化增加相关。该基因还被证明在子宫内膜癌的肿瘤进展中发挥作用，介导 p53/p21 信号通路。在本研究中，携带 A1CF LP 变异的研究对象报告家族中有 CRC 和 BC 病例。在 BC 模型中已观察到 A1CF 表达改变与肿瘤发生和进展之间的关系。
Wnt/β- 连环蛋白通路相关基因中 P/LP 变异的发现与通路 GO 富集分析一致，后者证明 “蛋白质 ADP 核糖基化的负调控” 存在显著改变。这是因为 ADP 核糖基化参与 Wnt 信号通路的激活。由于其在调控 Wnt/β- 连环蛋白通路中发挥作用，其负调控可能影响细胞过程，潜在促进肿瘤发生或进展。
研究还鉴定出 MMR 通路组分 PMS2 的 PV，该通路与林奇综合征、结构性 MMR 缺陷综合征和 BC 相关。已有携带 MMR 基因变异且多发腺瘤的患者报道，包括 PMS2 变异。尽管林奇综合征并非已知的息肉病综合征，但其表现可包括多发结肠息肉，导致寡息肉病表型，有时与聚合酶校正缺陷相关息肉病类型相关。该情况以 MMR 功能正常和微卫星稳定为特征，正如本研究对象未表现出微卫星不稳定性。重要的是，本研究中 19 岁确诊早发性 CRC（EO-CRC）的研究对象报告曾祖母患胃肠道肿瘤，提示遗传原因存在遗传成分。在这种情况下，PMS2 基因有害杂合变异与年轻时期息肉和林奇综合征相关 CRC 的存在相关。
一个引起注意的特定病例是 1 名未报告个人或癌症 FH，但有 1 名 25 岁患息肉的兄弟且 19 岁早期确诊经典型息肉病的研究对象。该患者在 FRK 基因中鉴定出 1 个无义变异。该基因编码 Rak 酪氨酸激酶，负责磷酸化和调控 PTEN 基因，并作为肿瘤抑制因子发挥作用。该基因与 BC、子宫内膜癌和甲状腺肿瘤以及结肠息肉病的高风险相关。该蛋白表达缺失可导致 PTEN 不被磷酸化，影响其功能并导致通路缺陷。此外，FRK 是神经胶质瘤癌变中的肿瘤抑制因子，抑制 BC 上皮间质转化，其被 PV 失活可通过不同机制导致肿瘤发生，增加患癌风险。
有一组通常不与癌症易感性相关的基因在本队列中呈现 P/LP 变异。1 名携带 PCSK7 基因变异的研究对象确诊息肉病和 CRC，报告 FH 包括另外 3 例 CRC、2 例胃癌和 1 例子宫癌。PCSK7 正在证明其在癌症生物学中的临床重要性，并开始成为癌症 / 转移的新靶点。此外，有研究提示抑制该基因编码的蛋白家族有助于预防 CRC 肝转移。PCSK7 基因在非小细胞肺癌中也下调，可作为潜在诊断生物标志物，因为它能够区分早期非小细胞肺癌患者与健康个体。对于无法直接将 P/LP 变异的存在与肿瘤发生相关联但有强 FH 的患者，应考虑其他归类为 VUS 或与低风险相关变异的潜在贡献。
本研究中另一个通常不与遗传性癌症相关但呈现 LP 变异的基因是 OBSCN。携带该变异的研究对象确诊息肉病和 CRC。该基因编码 Obscurin 蛋白，在 BC、皮肤癌和 CRC 细胞系中已鉴定出 mRNA 表达缺失和功能丧失。已有多形性胶质母细胞瘤患者中 OBSCN 基因胚系变异的报道。尽管该基因通常不与癌症遗传易感性相关，但 OBSCN 中体细胞变异的存在与预后、转移直接相关，并被认为是 CRC 癌变的早期驱动因素。
TINF2 基因参与端粒长度维持，其缩短在 EO-CRC 病例中已被观察到。作用于端粒长度维持和庇护蛋白复合物的其他基因（如 TINF2）变异与 EO-CRC 易感性相关。携带 TINF2 变异的研究对象（编号 278）55 岁确诊息肉病和 CRC，报告家族中有多例胃肠道癌或息肉病，部分发生于早期。在端粒过度延长和多种肿瘤类型包括 CRC、BC、甲状腺癌和黑色素瘤患者中发现导致 TINF2 蛋白截短形式的杂合胚系变异。该研究对象还与研究对象编号 1831 一样携带 MUC16 基因变异。该基因促进 CRC 的发生和进展。研究对象编号 1831 未确诊癌症，但 36 岁确诊息肉病，MUC16 变异的存在可能代表发生癌症尤其是 CRC 的风险因素。
近年来，使用 WES 的发现已融入临床实践，有助于 CRC 和息肉病易感性相关的新发现。WES 技术的应用存在若干局限性，例如限制非编码区和外显子侧翼区的变异鉴定，遗漏内含子、调控区和重排中的潜在变异。尽管在本研究中能够在 27 名个体中的 12 名中鉴定出潜在 PV，但缺乏肿瘤和 / 或息肉病变的体细胞分析使本研究无法研究杂合性缺失。本研究还缺乏等位基因变异的表达数据，包括那些潜在影响剪接区域的变异，这可为致病性分类提供额外信息。尽管本研究无法证明鉴定出的 P/LP 变异与息肉病风险增加之间的关联，但本研究提供的见解可极大有助于鉴定高癌症风险患者。同样，只要本研究中鉴定出的关联得到其他涉及息肉病的队列以及稳健功能测定和分离分析等其他变异分类参数的证实，未来还可提供潜在的新治疗靶点（主要针对那些参与或与 Wnt 信号相关的靶点）。
总之，本研究提出 16 个潜在参与息肉病胚系易感性的候选基因（A1CF、AHRR、CD44、DKK4、FRK、HLTF、MUC16、NTHL1、OBSCN、PCSK7、PIDD1、PMS2、PNKP、ST7L、TINF2、TG），若纳入筛查，可通过适当管理使多名息肉病、CRC 和其他肿瘤类型风险患者获益。据研究者所知，这是首个通过 WES 分析巴西分子诊断未明确的息肉病病例胚系变异的研究，从而鉴定出评估息肉病风险的新候选基因。
参考文献：
Dos Santos W, Pereira AS, Laureano T, de Andrade ES, Reis MT, Garcia FA, Campacci N, Melendez ME, Reis RM, Galvão HC, Palmero EI. Whole-exome sequencing identifies new pathogenic germline variants in patients with colorectal polyposis. World J Gastroenterol. 2025 Aug 7;31(29):104830. doi: 10.3748/wjg.v31.i29.104830. PMID: 40809927; PMCID: PMC12344370.