顺铂耳毒性的分子遗传学机制研究

顺铂(Cisplatin)是临床上最常应用的化疗药物之一，耳毒性是其严重的不良反应，听力损伤常常是双侧且不可逆的，儿童更为明显。顺铂耳毒性的易感性存在明显的个体差异，遗传因素是产生这种个体差异的重要原因，尽管已发现一些基因位点与顺铂耳毒性相关，但现有研究结果仅能解释部分个体差异，其遗传学机制仍远未阐明，且少见基于中国人群的相关报道。本课题拟首先在中国人群中验证已报道的顺铂耳毒性相关基因位点；其次，用生物信息学方法从更广的范围内筛选其它潜在的相关基因位点，并在中国人群中进行验证，从更广泛的范围内筛选和确认中国人群顺铂耳毒性相关的遗传位点或基因；最后，结合遗传因素和非遗传因素，尝试建立预测顺铂耳毒性发生概率的数学模型，并在临床实践中对该数学模型的可靠性进行验证。研究结果对节约社会资源，优化个体治疗方案具有重要意义。研究结果有进一步申请知识产权和产业化的前景。

本研究采用Sanger测序技术、转录组测序技术、长链非编码RNAs阵列芯片、生物信息分析、流式细胞仪和斑马鱼毒理学模型等手段研究了顺铂、庆大霉素、新霉素化疗药物耳毒性的病理机制，结果发现：（1）TPMP，COMT与顺铂耳毒性未显示明显相关性，原因之一可能与样本量小有关；（2）顺铂、庆大霉素、新霉素三种耳毒性药物可显著影响斑马鱼的RNA编辑谱，共检测到7013多个编辑位点，其中非同义编辑位点170个，分布在76个基因。因药物影响编辑水平改变15%以上的位点有687个，重要候选基因有sox9a、fgfr2、fgfr1a、ostm1、ednrb1a、ptpn11a；（3）差异表达基因有1313个，其中上调400个，下调913个，主要分布在跨膜G蛋白耦合受体信号通路（transmembrane，G-protein coupled receptor protein signaling pathway）, 嗅觉感受器活动通路（olfactory receptor activity pathway），免疫球蛋白亚型（Immunoglobulin subtype）及神经递质受体活动通路（neurotransmitter receptor activity pathway）。通过进一步的生物信息学分析筛选出重要的候选基因有pcdh15b、Ptprq、fgf5、atoh1c、tmprss3a、fgf22；（4）筛选出的长链非编码RNA ESCCAL_1通过上调活化Caspase-3表达量，进而水解Bcl-2，促进细胞早期凋亡，从而影响食管鳞癌细胞对5-氟尿嘧啶、顺铂及紫杉醇的药物敏感性。上述结果为顺铂、庆大霉素、新霉素三种药物耳毒性的预测提供分子标记，为个体精准医疗提供理论基础。