MGMT基因与胶质瘤治疗

因为需要对MGMT基因和胶质瘤的关系做生信分析，所以在这里收录相关文献总结和数据总结以便以后查看和更新，帖子最后附参考文献链接

概述：

MGMT作为早期被发现的化疗敏感性相关基因，在胶质瘤治疗中具有重要作用，并且有很高的启动子区域甲基化频率。因此第一篇总结先针对MGMT基因的结构，以及甲基化位点，甲基化后如何对肿瘤化疗药物的敏感性造成影响，对肿瘤的调控，以及化疗药物是否会影响MGMT基因的改变进行简单总结。

MGMT基因

MGMT, O⁶ -methylguanine-DNA methyltransferase，O⁶ -甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶。是DNA修复酶。位于人10号染色体长臂。它的基本功能是通过将鸟嘌呤O6位点的甲基转移至半胱氨酸残基来修复受损的鸟嘌呤核苷酸，从而避免了烷基化剂引起的基因突变，细胞死亡和肿瘤发生。因此MGMT基因是造成基因化疗抗性的一种因子。

MGMT在10号染色体上的位点[1]

MGMT基因的表达主要受表观遗传修饰调控。MGMT表达的丧失不是由于基因缺失，突变，重排或不稳定的RNA，而是由于MGMT启动子的CpG岛甲基化。DNA甲基化抑制转录的作用，因此MGMT基因启动子区域的甲基化可以增加细胞对烷化剂的敏感性。下图中，nt965为转录起始位点。

MGMT基因启动子区域的CpG岛

MGMT基因相关的常见检测方法

MGMT蛋白表达：

1.免疫组化
虽然结果不收肿瘤异质性影响，但受观察者主观性局限

MGMT启动子甲基化状态：

1.甲基化特异性PCR
缺陷是不能确定确切位置
2.焦磷酸测序
可以评估亚硝酸盐修饰的单个CpG位点的甲基化水平

参考文献1提到，有人认为MGMT启动子甲基化状态可以作为烷基化敏感性的直接指标，但是其实最直接敏感的方式是MGMT活性测试，但是需要用到新鲜或冷冻组织，因此很少使用这种方法，但实时定量PCR检测MGMT RNA表达更合适并且高度敏感，但是也比较少被应用。因此在对MGMT启动子甲基化和化疗敏感性进行分析的时候需要考虑到这个局限性，可能启动子甲基化并不完全反应化疗敏感性。

MGMT启动子甲基化和化疗抗性的前期研究结果和案例分析

烷基化剂是高反应性分子，通过与DNA结合而导致细胞死亡。在DNA中最常见的烷基化位点是鸟嘌呤的O⁶ 位置。这里的烷基化作用会在相邻的DNA链之间形成交联。MGMT抑制了烷基化剂对双链DNA的交联。MGMT蛋白可快速逆转鸟嘌呤位的烷基化从而避免了致命性交联的形成。通过这种机制，细胞对烷基化药物产生抗药性。

参考文献2发表时间较早，其中介绍了206例胶质母细胞瘤患者中，92个患者(44.7%)由于MGMT甲基化而受益于替莫唑胺化疗。当时有很多样本无法确定甲基化状态而被排除。说明甲基化检测还是存在缺陷。

206个患者根据MGMT启动子甲基化状态和放疗/放化疗状态的生存时间和风险比较

两种治疗方法中，MGMT启动子甲基化和未甲基化都表现出生存差异
但是总生存期的比较存在争议，因为患者可能在第二次治疗中加入化疗或者加入其它治疗，因此这种情况下比较无进展生存期会比较准确。

在肿瘤中含有甲基化MGMT启动子的患者中，接受替莫唑胺和放疗的患者中位无进展生存期为10.3个月，而仅接受放疗的患者为5.9个月（P = 0.001）。在肿瘤中含有未甲基化的MGMT启动子的患者中，接受替莫唑胺和放疗的患者中位无进展生存期为5.3个月，而仅接受放疗的患者为4.4个月（P = 0.02）。因此可以认为MGMT启动子甲基化对于化疗相对敏感，并且是良好生存的预测因素。文章最后做了cox分析。

MGMT启动子甲基化和未甲基化的总体生存分析比较（总生存期）

根据甲基化/未甲基化和放疗/放化疗将患者分为4组观察生存（无进展生存期）

作为一个独立的生存预后因素，MGMT启动子甲基化患者的生存显著好于未甲基化患者。在分成4组之后，放化疗治疗的甲基化患者具有明显好于其它三组的生存，MGMT启动子甲基化确实受益于化学治疗。

放疗/化疗对MGMT活性以及启动子甲基化的影响

研究治疗对基因活性的影响有助于我对于复发肿瘤的理解。参考文献1中提到，之前的一篇研究中分析了配对的原发/复发GBM，发现在有接受化疗的患者肿瘤中，复发样本的MGMT活性升高。
这一点可能跟自然选择相关。也有文献报道在原发和复发胶质瘤中MGMT启动子甲基化的状态发生变化。地塞米松和其他类固醇对肿瘤细胞的保护作用的发现表明，在GBM治疗中控制糖皮质激素的使用是可取的。因为在人恶性胶质母细胞瘤细胞中，糖皮质激素可诱导人MGMT启动子增加MGMT表达。

总结

第一篇帖子对MGMT基因和胶质瘤相关的基本情况作了简单总结，主要包括MGMT基因位点，甲基化形式，调控方式和对化疗敏感性的影响。参考文献1还提到了靶向MGMT蛋白结构相关的分子分析，因为与我想做的数据分析关联较少所以就不总结了。感兴趣可以看原文。有计划想弄一个胶质瘤相关基因公开数据集数据总结的帖子方便以后查找数据链接。并且关注于MGMT基因及其启动子突变和IDH/TERT基因之间的关系。

MGMT启动子甲基化和肿瘤化学抗性的总结

Reference：

1. O6-Methylguanine-DNA Methyltransferase (MGMT): Challenges and New Opportunities in Glioma Chemotherapy; PMID: 32010632; PMCID: PMC6979006; doi: 10.3389/fonc.2019.01547

2. MGMT Gene Silencing and Benefit from Temozolomide in Glioblastoma; PMID: 15758010; DOI: 10.1056/NEJMoa043331

3. Inactivation of the DNA-Repair Gene MGMT and the Clinical Response of Gliomas to Alkylating Agents; DOI:10.1056/NEJM200011093431901