下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
p53基因是重要的抑癌基因，通过启动基因修复使细胞程序性凋亡，防止受损伤的细胞增殖。p53突变主要是基因突变和杂合性缺失，p53蛋白是由p53基因编码，参与正常细胞有丝分裂的关键蛋白质，正常细胞中含量较少，当细胞遭受紫外线辐射、DNA损伤等情况时，p53蛋白可以介导细胞发生周期性停滞和凋亡等，起到消灭异常细胞的作用。Kaye P. V.等 ［24］ 应用IHC检测p53蛋白，发现其在食管腺癌癌前病变，尤其是低级别异型增生的诊断中可发挥辅助作用。Zhao等 ［25］ 在研究中指出，p53 Arg72Pro多态性与食管癌发生风险的增加有关（Pro/Arg＋Pro/Pro vs Arg/Arg，OR＝1.20，95% CI：1.06～1.36），尤其是在亚洲人群中。虽然p53蛋白尚未被批准用于临床检测，但有成为诊断食管癌癌前病变分子标志物的潜力。
CYP450是一种以铁原叶琳为辅基的B族细胞色素，与机体的耐药性和疾病的发生有密切联系，影响个体对肿瘤的易感性。CYP1A1 Ile/Val多态性与食管癌的发生有关，Yun等 ［26］ 的病例对照研究结果提示，CYP1A1 Ile/Val多态性，与野生型Ile/Ile比较，杂合子基因型Ile/Val和组合变异基因型Ile/Val＋Val/Val增加了食管癌的发生风险（OR＝2.05，95% CI：1.19～3.54；OR＝1.86，95% CI：1.11～3.12）。
PTEN位于10号染色体，包含多个重要的结构域，其中C2结构域参与了膜定位功能，在肿瘤的发生、发展以及临床预后等过程中发挥重要作用，且C2结构域也具有抑制肿瘤的作用。Sun Z.等 ［27］ 的研究发现食管癌患者肿瘤细胞核中PTEN基因高表达患者的生存率比低表达者生存率高，食管癌患者细胞核中PTEN基因的表达情况是食管癌肿瘤细胞侵袭能力、肿瘤迁移的重要指标。
NOTCH1基因是食管癌细胞中突变频率最高的原癌基因，位于9号染色体（9q34.3），NOTCH1基因编码的蛋白属于Ⅰ型跨膜蛋白家族成员，具备核转录过程中的调控作用。NOTCH1通路作用机制是通过上皮细胞间质转化（EMT）过程参与食管癌的病理变化过程。在食管癌中，NOTCH1突变频率为8%～21%。Song B.等研究发现NOTCH1基因突变与食管癌细胞的分化程度、肿瘤进展速度以及淋巴结转移等密切相关，携带该基因突变的患者临床治疗效果较差 ［28］ 。
PIK3CA基因其位于第3号染色体（3q26区），其编码的蛋白质p110α是磷脂酰肌醇3激酶的催化性亚基，PIK3CA突变类型主要是错义突变，集中在9外显子、20外显子。在食管癌肿瘤细胞中，突变率为2.2%～21.0%，Hou J.等研究发现，与PIK3CA第9外显子和（或）第20号外显子突变患者相比，野生型患者具有更好的临床治疗效果和无瘤生存期 ［29］ 。
XRCC1基因位于19号染色体（19q13.2～13.3），在结构上有17个外显子组成，编码的蛋白质在DNA发生损伤时与之结合，并联合DNA聚合酶beta、PNK以及DNAL连接酶Ⅲ等酶修复组件，修复受损DNA。Wei B.等研究发现，部分食管癌患者XRCC1基因高表达，并且这部分患者预后较差，XRCC1高表达是影响患者临床生存期的独立危险因素 ［30］ 。
细胞周期蛋白家族参与细胞周期进程，尤其是CCND1主要的调节蛋白，其通过与细胞周期蛋白依赖性激酶4和细胞周期蛋白依赖性激酶6结合，在促进G 1 期向S期过渡中发挥关键作用。Wen L.等研究发现，CCND1 G870A多态性是食管癌发生、发展过程中的一个危险因素（A vs G，OR＝1.23，95% CI：1.02～1.48，P＝0.029） ［31］ 。
MTHFR催化叶酸生物转化形成甲基供体的关键酶，MTHFR基因有两个常见的单核苷酸多态，即677C/T和1298A/C，这两个突变均导致MTHFR活性明显降低。Mazzuca F.等 ［32］ 的研究发现，MTHFR C677T基因多态性与食管癌的发生有关，携带TT等位基因的个体有更高的发病风险（OR＝2.35，95% CI：1.24～4.46，P＝0.036）。
在食管癌发生过程中，除癌基因与抑癌基因外，一些细胞功能蛋白和血清酶类及免疫相关蛋白也存在表达增加，也可作为早期食管癌诊断和预后的预测因子。
多数恶性肿瘤患者存在凝血及纤溶系统的异常。周保林 ［33］ 等研究发现诊断食管癌D-二聚体灵敏度为38.24%，4种常用肿瘤标志物（CYFRA21-1、CEA、CA19-9和CA72-4）诊断食管癌的灵敏度分别为56.62%、21.32%、16.91%和14.71%；4种肿瘤标志物联合检测时的灵敏度66.91%，而D-二聚体联合4种标志物灵敏度为78.68%，提示D-二聚体与常用肿瘤标志物联合检测可提高食管癌的检出率，可以为食管癌的临床筛查提供一定的依据。
癌基因及抑癌基因突变后，异常表达的蛋白为肿瘤抗原，其一般浓度较低，而针对肿瘤抗原的自身抗体，其检测具有更高的敏感性。皇甫明美 ［34］ 检测了食管癌患者血清中EZH2、Bmi-1、P16、IMP-1和Survivin自身抗体表达的变化，其中，P16和Survivin自身抗体表达显著升高，但不如肺癌明显，分析受试人群ROC曲线发现，在特异度90%情况下，P16和Survivin食管癌检出的敏感度分别为26%和15%，可以作为食管癌辅助诊断的参考指标。
Zhang等 ［35］ 的研究发现，在73例食管小细胞癌患者的石蜡包埋标本中， 突触素（synaptophysin，Syn）、甲状腺转录因子-1（thyroid transcriptional factor-1，TTF-1）、神经特异性烯醇化酶（neuron specific enolase，NSE）、嗜铬粒蛋白A（chromogranin A， CagA）的阳性率分别为68.5%、49.3%、90.4%和43.8%；表达阳性的患者预后优于全部阴性的患者。
免疫监视功能的失调在肿瘤发生和发展过程中发挥重要作用。Tim-3首先被发现在Th1细胞表面表达，能够抑制免疫应答，参与诱导免疫耐受，是调节T细胞免疫应答的关键分子，在慢性病毒感染和肿瘤中，其持续表达导致T细胞功能耗竭 ［36］ 。研究发现在食管癌患者肿瘤组织中，T细胞表达水平较高，Tim-3和T细胞功能呈耗竭状态，在食管癌微环境中，T细胞表面Tim-3的表达与淋巴结转移、临床分期密切相关，Tim-3有可能成为一个潜在的食管癌治疗靶点。
表观遗传学标记（DNA甲基化、组蛋白修饰、基因组印迹、非编码RNA等）的改变是肿瘤发生的重要原因。
DNA甲基化是指DNA在甲基转移酶的作用下，以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体，将甲基与基因CpG二核苷酸中的胞嘧啶结合，形成5′-甲基胞嘧啶。癌变组织往往表现为全基因组序列的低甲基化及启动子区域的高甲基化。无论是组织DNA还是外周血DNA都可以用于甲基化检测 ［37］ ，甲基化特异性PCR（MSP）技术敏感度高，可以将1个甲基化的DNA拷贝从混有1000个非甲基化的DNA拷贝中检测出来，已成为DNA甲基化检测的常用方法 ［38］ 。
p16 ［39］ 、ENG ［40］ 、HIN ［41］ 、SOX17 ［42］ 和TAC1 ［43］ 等抑癌基因启动子甲基化改变往往发生在早期ESCC，甚至在异型增生等食管癌癌前病变中出现，并且甲基化程度随着疾病的进展而升高，提示这些抑癌基因的启动子甲基化检测结果可以用于食管鳞癌的早期诊断。
CDH1和ITGA4基因启动子高甲基化与食管鳞癌的临床分期有重要关系，这两个基因的高甲基化状态分别与Ⅰ期和Ⅱ期食管鳞癌患者术后较高的复发风险以及较低的无病生存率高度相关。
有研究表明PLCD1在食管癌中发挥抑癌基因的作用，它通过p-Cofilin/PKCa通路抑制食管癌细胞的伪足形成，从而抑制食管癌细胞的迁移，PLCD1启动子区高甲基化后在食管癌中低表达 ［44］ 。
甄玉洁 ［11］ 等对哈萨克族EC患者的研究发现抑癌基因MGMT、P16、FHIT、RASSF1A甲基化状态与食管癌的发生密切相关，并且CBS和RASSF1A基因甲基化是影响ESCC预后的独立危险因素。
Fornah Lovel ［45］ 对江苏省淮安地区110例食管癌患者的研究发现，抑癌基因MGMT甲基化可能会增加EC的发病风险，血液MGMT甲基化可作为早期无创检测EC的候选生物标志物。在ESCC中，细胞黏附相关蛋白CDH17的CpG岛甲基化状态增强，CDH17表达水平降低。
联合检测多基因甲基化将来可能用于食管鳞癌的早期诊断、鉴别诊断和预后评估。另外，表观遗传学所导致的基因表达改变，可以通过一定的方法使之恢复正常表达，为肿瘤的防治提供了一条新的思路。
长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是一类长度为200～100 000个碱基的核苷酸（nucleotide，nt），但不编码蛋白质的RNA分子。人类基因组中约98%的基因转录成了非编码RNA（non-coding RNA，ncRNA），目前已知的ncRNA有76%被转录成lncRNA并且具有组织特异性 ［46 ， 47］ 。lncRNA虽然不编码蛋白质，在转录沉默、转录激活、染色体修饰、核内运输等方面均具有重要功能，lncRNA参与调控肿瘤细胞的各种生物学行为，包括肿瘤生长、侵袭、转移等。目前，有大量与食管癌相关的lncRNA被鉴定出来，它们广泛存在于血清、血浆、尿液和脑脊液等体液中，与食管癌的发生和发展有密切关系 ［48］ 。
1996年，Hibi等 ［49］ 报道在食管肿瘤中发现lncRNA H19，但未提及是在ESCC组织标本，还是EAC组织标本中发现。在正常情况下，H19等位基因如果来自父系，呈甲基化状态，如果来自母系，则呈去甲基或低甲基化状态，保证H19基因可转录为2300碱基的RNA分子。H19和IGF2均位于11号染色体，二者的表达水平呈反向趋势，lncRNA H19表达抑制IGF2表达，lncRNA H19表达降低，则IGF2表达增加。
lncRNA AFAP1-AS1含有6810个碱基，指位于编码肌动蛋白相关蛋白1的位点（actin filament-associated protein 1，AFAP1）的反义或非编码DNA链，AFAP1与原癌基因SRC相互作用，调控肌动蛋白的完整性。研究发现lncRNA AFAP1-AS1在巴雷特食管组织及3个EAC细胞株中的表达显著升高，用siRNA沉默EAC细胞株的lncRNA AFAP1-AS1，可以显著减弱其迁移及侵犯能力，提示AFAP1-AS1起类似癌基因的作用，促进EAC的发生 ［50］ 。Luo等 ［51］ 对65例ESCC患者组织标本的研究也发现AFAP1-AS1表达升高。
Huang等 ［52］ 对132例食管癌组织标本的研究发现lnc MALAT1（metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1，转移相关肺腺癌转录因子1）的表达水平较正常组织显著升高，且和淋巴侵犯、远处转移和细胞分化水平相关，是不良预后的预测因子。
何庆军等 ［53］ 研究发现位于染色体1q23上的lnc01133在ESCC总的相对表达量明显低于正常组织，它可能作为肿瘤抑制因子，在早期食管癌的进展中发挥重要作用，并且发现lnc01133在ESCC患者中的预后判断的意义受患者饮酒行为的影响。
王彪等 ［54］ 研究发现位于染色体7p15.2上的lncRNA HOXA11-AS在ESCC组织和三种人源ESCC细胞系中均明显高表达，且其高表达水平与ESCC肿瘤分期和淋巴结转移显著相关。
尚牧禾等 ［55］ 研究发现lncRNA-ROR，在ESCC组织中与癌旁组织的表达水平显著增高，在食管癌细胞株中表达显著高于正常食管细胞，其作用机制可能为作为miRNA分子海绵竞争性结合miR-145、miR-204等miRNA并抑制其功能，以此减少FSCN1、MDM2等癌基因mRNA的降解；通过ROR/miR-145/FSCN1通路增强食管鳞癌细胞的迁移和侵袭能力，并可通过ROR/miR-204/MDM2通路抑制P53通路，进而促使细胞由G 1 期进入S期。
Ma等 ［56］ 研究TCGA数据库发现在73个功能性lncRNA里，lnc DLEU2与EAC的总生存时间（overall survival，OS）相关，与邻近的正常组织相比，DLEU2与其内含子miR-15a和miR-16-1在EAC组织内高表达，但单因素及多因素分析表明，lnc DLEU2而非miR-15a或miR-16-1是EAC患者OS的预测因子（HR：1.970，95% CI：1.266～3.067， p ＝0.003），进一步研究发现DLEU2的外显子9与DLEU2共表达，是EAC患者OS不佳的预测因子。
蛋白编码基因（protein coding gene，PCGs）与lncRNA在肿瘤的发生中均发挥重要作用。Guo等 ［57］ 研究发现PCGs与lncRNA结合可以更准确地预测食管癌的OS；发现3种PCGs（ANGPTL7、OBP2A、SLC27A5）和2种lncRNAs（RP11-702B10.1、RP11-523H24.3）的准确率最高（训练组AUC为0.85，测试组AUC为0.63），PCG-lncRNA联合指标可作为TNM分期的预后辅助预测因子。
一项meta分析检测了7组来自正常食管、BE、EAC和ESCC组织的RNA表达数据。这项研究评估了差异表达的PCGs及其与非编码lncRNAs53的关系。本研究发现配对的lncRNA和PCGs的数量差异很大。BE与正常食管的特异配对数量为2690对，EAC与BE的特异配对数量为29对，EAC与正常食管特异配对2000对，ESCC与正常食管特异配对19 815对。但需要注意，该结论是基于不同研究小组的几个不同的实验数据。EAC/BE和ESCC/正常食管之间的lncRNA和PCGs对数量存在很大差异，提示EAC和ESCC是不同的疾病类型，涉及的lncRNA表达和功能也不同 ［58］ 。
Tong等 ［59］ 检测10种以前发现的与ESCC相关的lncRNA（HOTAIR、AFAP1-AS1、POU3F3、HNF1A-AS1、91H、PlncRNA1、SPRY4-IT1、ENST00000435885.1、XLOC_013104和ENST00000547963.1）在血浆（或血清）中的水平，发现ESCC相关的lncRNA在肿瘤患者的血清中可测及且浓度稳定。这些lncRNA大部分来源于肿瘤细胞，ESCC患者血浆POU3F3、HNF1A-AS1和SPRY4-IT1水平较正常对照组显著增高。根据受试者工作特性曲线（receiver operating characteristic curve，ROC），在这3种lncRNA中，血浆POU3F3的诊断效力最佳：AUC为0.842，敏感性72.8%，特异性89.4%；POU3F3和SCCA联合检测，AUC为0.926，诊断的敏感性和特异性分别为85.7%和81.4%，有利于早期诊断。
另一项研究也发现循环lncRNA可作为早期ESCC的生物标志物。这项研究采用了lncRNA芯片筛选、多级验证和风险分析的方法，通过205例ESCC患者、82例食管异型增生患者和210例健康对照患者的队列研究，证实升高的，lnc00152、CFLAR-AS1和POU3F3可作为潜在的生物标志物和早期进展的预测指标，AUC分别为0.698、0.651和0.584。3种lncRNA联合，AUC为0.765，再联合CEA可达到0.955 ［60］ 。
转录组（transcriptome） 研究是借助RNA测序技术，寻找肿瘤生物标志物的方法。在Maag J. L.等 ［61］ 的研究中，收集了51例内镜活检组织标本：正常食管鳞状上皮（normal squamous esophagus，NE）17例，无异型增生的BE（non-dysplastic BE，NDBE）14例，合并低级别异型增生的BE 8例，EAC 12例；进行RNA测序（RNA sequencing，RNA-seq），并再收集15例患者（NE 5例、NDBE 5例、EAC 5例）进行免疫组化检测，以确定蛋白质表达情况；发现了新的EAC驱动基因，主要涉及关键细胞周期和DNA基因修复，如BRCA1和PRKDC，发现了4个可鉴别EAC与BE的新基因标签（CTSL、COL17A1、KLF4、E2F3）；发现了685个表达发生变化的lncRNA及在BE进展为EAC过程中下调的重复原件“Alu”；发现在BE进展为EAC过程中存在合并和不合并P53途径的通路突变。
Yang等 ［62］ 通过对匹配的正常组织、BE组织和EAC组织进行RNA-seq分析，研究了正常食管组织向EAC进展过程中表达的lncRNA，最终鉴定出6216个在EAC中表达的lncRNA。与正常食管组织相比，EAC中有61个lncRNA表达上调，平均上调幅度超过8倍。他进一步研究了lnc HNF1A-AS1，它位于反义DNA链上，有2455个碱基，是肝核因子1- α 基因（HNF1A）的共轭基因。HNF1A-AS1在4个EAC细胞系中过表达；siRNA介导的HNF1A-AS1下调降低了EAC细胞的增殖，降低了与锚定无关的生长。这些实验还表明，敲除HNF1A-AS1的siRNA后，EAC细胞系的细胞迁移和侵袭能力降低。令人惊讶的是，与正常食管组织相比，EAC中的HNF1A mRNA及蛋白显著上调，但HNF1A-AS1并不直接调控HNF1A mRNA/蛋白。lncRNA H19是HNF1A-AS1基因敲除后调控最明显的基因；这些lncRNA之间的相关性在原发性EAC中得到了证实。因此，lncRNA HNF1A-AS1可能作为EAC侵袭性的标志。
Xiong等 ［63］ 通过57个基因芯片及RNA-seq数据库发现lncRNA NEAT1在消化系统不同类型肿瘤内表达不一致，它在胰腺癌组织表达上调，在肝癌和食管癌细胞表达下调，提示其在不同器官可能发挥不同的作用，可能作为诊断的生物标记和治疗的靶点。
1993年，Lee等在秀丽隐杆线虫中发现了一类新的小分子ncRNA（19～23个碱基）。2001年，这种小分子RNA在人体内得到证实存在，称为microRNA。可简写为miRNA。哺乳动物大约有2000个miRNA，每个miRNA有多个信使RNA（messenger RNA，mRNA）靶点，通过对靶基因转录后水平的负调控，几乎参与体内所有的基本信号转导途径。miRNA表达水平的改变与食管癌的发生、发展、诊断、化疗耐药性、放疗敏感性和预后判断有着密不可分的关系。
杨成梁等 ［64］ 的研究发现miR-135通过调控Smo基因增加食管鳞癌上EMT和诱导放疗抵抗的产生。
刘梦歆等 ［65］ 通过食管癌细胞RNA的Solexa高通量测序和miRDeep2软件预测，发现了新的候选miRNA。他通过荧光定量PCR实验发现，与癌旁组织相比，novel-miR-4885、novel-miR-7121、novel-miR-21009在EC组织中显著高表达，logistic回归分析发现这3个miRNA表达升高显著增加了食管癌的发病风险，是食管癌的危险因素。
陈剑峰等 ［66］ 发现EC组织中miR-203表达水平明显低于癌旁正常组织，miR-21表达水平明显高于癌旁正常组织，二者表达的水平呈负相关，且各与食管癌临床分期、肿瘤分化程度、淋巴结转移及患者的生存率密切相关，而与食管癌患者年龄、性别、肿瘤部位无明显相关性。
Lin等 ［67］ 发现与邻近正常组织相比，EAC、ESCC均有明显的miR-421表达上调，并且miR-421的表达上调与EAC更短的OS有关，对ESCC无相关的预测作用。
Yang等 ［68］ 的一项Meta分析发现miRNA-15a作为抑癌因子，其下调与膀胱癌、头颈癌、肝癌、肺癌等多种肿瘤较低的OS相关，但在EC表现为相反结果（HR＝0.53，95%CI 0.34～0.85； p ＝0.0072）。
Hong等 ［69］ 通过TCGA（Cancer Genome Atlas）数据库研究发现miR-550a高表达的EC患者生存期较短，miR-550a的异常表达通过调节肌肉系统与肿瘤的复发有关。
Liu等 ［70］ 的研究发现外排体转导的miR-93-5p通过靶向PTEN的细胞内通信促进ESCC细胞的增殖。实时定量聚合酶链反应（RT-PCR）检查结果显示miR-93-5p的表达显著增加食管癌的风险且和不良预后相关，细胞转染共培养，荧光素酶报告试验和western-blot试验发现外排体导入的miR-93-5p可促进食管癌细胞的增殖，影响PTEN和下游蛋白P21和cyclin D1的表达。
Liu等 ［71］ 发现与邻近组织相比，miR-373在ESCC癌组织中表达上调；在ESCC患者的血清中，其表达水平也高于正常志愿者。食管鳞癌细胞系miR-373的过表达可以促进细胞增殖，增加G 1 期细胞的比例，增强癌细胞迁移和侵犯能力；另一方面，抑制miR-373d的表达可以减少增殖，减少G 1 期细胞比例，抑制迁移及侵犯，诱导细胞凋亡。他们的研究还发现miR-373的直接靶点为TIMP3，后者可以抑制食管鳞癌细胞的侵犯和转移，miR-373和TIMP3表达水平及功能均呈负相关。miR-373d可作为食管诊断的生物标志物和治疗的靶点。
在Bus等 ［72］ 的研究中，研究人员收集6例对照组、8例BE和8例EAC患者的血浆，采用定量PCR的方法进行表达谱分析；选择6个miRNAs，采用RT-PCR的方法在115例正常对照、BE和EAC患者的血浆标本进行验证，发现EAC患者有3个miRNA表达增加，BE患者有4个miRNA表达增加；验证试验发现EAC患者miRNA-382-5p表达显著增加，而miRNA-133a-3p显著减少，BE患者miRNA-194-5p和miRNA-451a较对照组显著增加，而miRNA-136-5p显著下降；联合3个及以上miRNA，诊断性能更佳。BE/正常对照，AUC为0.832；EAC/正常对照，AUC为0.846；BE/EAC，AUC为0.797。
miRNA簇在不同的器官广泛表达，大量研究表明miRNA簇比单一miRNA在肿瘤的发生中作用更大。miRNA簇可能是比单一miRNA更稳定、可靠的诊断和治疗生物标志物。Gao等 ［73］ 对miR-144/451簇的研究发现肿瘤组织的hsa-miR-451a、hsa-miR-144-3p、hsa-miR-144-5p表达水平比癌旁组织显著降低。miR-144/451簇成员的表达水平除hsa-miR-144-3p和hsa-miR-4732-3p外，彼此相关。尤其hsa-miR-144-5p的表达与hsa-miR-4732-5p和hsa-miR-451a高度相关，共表达率分别为0.729和0.608；hsa-miR-144-3p和hsa-miR-144-5p的低表达是食管癌进展的确定危险因子，构成miR-144/451簇的miRNAs可能共同参与细胞周期的调节。
环状RNA（circle RNA，circRNA）通常被认为是ncRNA，但越来越多的证据证实了某些特定circRNA具有编码蛋白质的能力。与传统的线性RNA不同，circRNA的特征是共价闭环结构，既没有5′帽也没有3′尾，并且不会被RNA外切酶消化。近年来，越来越多的研究表明，circRNA在细胞、组织和发育阶段的表达可能存在较大差异，其功能可能包括：作为竞争性内源性ncRNA或miRNA海绵，与RNA结合蛋白相互作用，调控亲本基因的表达或者编码蛋白。已有乳腺癌、胃癌和结直肠癌中circRNA调控异常的报道，提示circRNA有可能成为新的肿瘤生物标志物。
Wang等 ［74］ 研究发现circRNAs 0043898在EC标本中表达下调；细胞系研究证实circRNAs0043898过表达可以阻止肿瘤细胞增生、迁移和侵犯，并可诱导肿瘤细胞的凋亡；活体动物实验亦提示circRNAs0043898具有肿瘤抑制作用，Histone H3和BMI1可能是circRNAs0043898的作用靶点。总之，circRNAs0043898具有抑制肿瘤的作用，可作为诊断的指标和治疗的靶点。
Song等 ［75］ 研究发现，在48例ESCC患者肿瘤组织中，hsa_circ_0000337表达出现改变，细胞系研究发现hsa_circ_0000337在ESCC细胞系TE-1较食管鳞状上皮细胞系表达增加，敲除hsa_circ_0000337可以显著减弱TE-1和KYSE-150两种ESCC细胞系的增殖、迁移和侵犯能力；生物信息预测和双荧光素酶报告试验证明hsa_circ_0000337可结合miR-670-5p（21种基因受miR-670-5p调节），在肿瘤的发生中发挥作用。
Shi等 ［76］ 研究发现circ-PRKCI在5例ESCC组织和配对的邻近正常组织有相对表达，RNA免疫共沉淀和荧光素酶试验证实miR-3680-3p、AKT3或circ-PRKCI有相互直接作用，circ-PRKCI在SECC表达显著上调，进一步刺激细胞的迁移和增殖；机制方面：circ-PRKCI作为miR-3680-3p的分子海绵可上调AKT的表达，即circ-PRKCI/miR-3680-3p/AKT3在ESCC的发生中发挥重要作用。
随着二代DNA测序技术和RNA测序（RNA-seq）技术的发展，生物信息分析方法已成为近年来兴起的寻找肿瘤可能的致病基因的新方法，通过构建组织芯片，进行数据库分析，找出得差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs），挑选出差异表达最显著的基因，进一步进行关联及功能分析，确定它们在疾病发生中可能的作用，通过表达谱分析寻找食管癌新的生物标志物，及潜在的基因治疗靶点。
杨孝荣等 ［19］ 研究发现江苏省泰兴市的ESCC碱基替换类型以C＞T的转换为主（接近50%），其次为T＞C的转换和C＞A的颠换。他发现了5个局部超突变基因座，用MutSigCV算法鉴定出6个可能与食管鳞癌相关的显著突变驱动基因，即TP53、PABPC1、FBXW4、ZNF814、CDKN2A和ANKRD20A1。另外，他还发现54个肿瘤频发体细胞突变，主要位于ZNF717、ZNF814、FRG1、CLASRP、CTBP2、EVPL、GXYLT1、IFITM3、NBPF16、OR4C5、POU6F2、SLC9B1P1、TEKT4、TPSAB1等43个基因上。他初步构建了当地食管鳞癌的外显子区域基因组突变图谱。
Chen等 ［77］ 用生物信息分析的方法寻找食管鳞癌的差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs），收集了17个ESCC组织标本和13个邻近正常组织标本，从基因表达综合（Gene Expression Omnibus，GEO）数据库下载构建表达芯片，总共发现了22 277个DEGs，采用Morpheus在线工具制作热图，筛选出前100个上调基因和前100个下调基因以进行进一步分析，包括：GO（基因本体，gene ontology）分类、KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）通路分析、蛋白-蛋白交互网络和Spearman关联分析。他们发现的前10位枢纽蛋白为细胞周期依赖激酶4（cyclin-dependent kinase 4，CDK4）、不受苯并咪唑抑制的出芽1（budding uninhibited by benzimidazole 1）、细胞周期蛋白B2（Cyclin B2）、热休克蛋白（hot shock protein，HSP）90AA1、光激酶A（aurora kinase A）、H2A组蛋白家族Z、复制因子C亚单元4（replication factor C subunit 4）和微染色体维持复合物组分（minichromosome maintenance complex component）2，-4和-7，并发现SLURP-1，通过RT-PCR方法发现ESCC标本中SLURP-1的表达明显低于正常癌旁组织。这些结果表明，以上所述的枢纽蛋白和枢纽基因SLURP-1可能是潜在的治疗靶点，而基因功能障碍可能参与了ESCC的肿瘤发生。
Wang等 ［78］ 也使用了生物信息学方法。他们收集了5例ESCC患者的肿瘤上皮和邻近正常上皮，从GEO数据库下载数据集，构建组织芯片，通过线性模型微阵列R数据包识别DEGs，用WGCNA（weighted correlation network analysis）构建共表达网络，识别487个上调和468个下调的DEGs，进一步进行GO分析，最终发现泛素结合酶E2C（ubiquitinconjugating enzyme E2C，UBE2C）、细胞分化周期20（cell division cycle 20，CDC20）、微染色体维持复合物组分6（minichromosome maintenance complex component 6，MCM6）、转铁蛋白受体（transferrin receptor，TFRC）、TEA结构域转录因子4（TEA domain transcription factor 4，TEAD4）、蛋白磷酸化酶1调节亚单位3C（protein phosphatase 1 regulatory subunit 3C）、MAL和T细胞分化蛋白这些DEGs可能在ESCC的发生中发挥作用。
原发性小细胞食管癌（primary small cell esophageal carcinoma，SCEC）是食管鳞状上皮来源的较为罕见、进展凶险的恶性肿瘤，其临床表现、病理及形态学与小细胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）类似。Liu等 ［79］ 采用表达谱分析拷贝数相关的基因表达突变（copy number variations-associated gene expression aberration，CNV-FC），发现SCEC患者的WNT基因通路表达显著上调，而PTEN和notch基因通路显著下调，PTP4A3过表达，它们可作为分子标记及治疗靶点。
何思源等 ［80］ 在肿瘤基因图谱（the cancer genome atlas，TCGA）数据库中检索了81例食管鳞癌患者的转录组数据和临床资料，共鉴定出2788个DEGs，其中1168个基因在肿瘤组织中的表达水平上调，1620个基因在肿瘤组织中的表达水平下调。上调的基因富集到细胞周期、DNA复制和错配修复等通路，下调的基因富集到代谢相关通路。核糖体蛋白基因与肿瘤所在的食管部位有关，TNFRSF10B高表达组和TNFRSF10B低表达组患者的3年生存率分别为82.5%和15.1%，DDX18高表达组和DDX18低表达组患者的3年生存率分别为82.4%和15.2%，TNFRSF10B和DDX18的低表达与患者的预后差有关，它们是食管鳞癌患者预后的潜在生物标志物。
张立玮 ［8］ 探讨了IL-8基因多态性与食管癌、贲门癌发病风险之间的关系。他发现携带IL-8-251AA基因型的个体贲门癌发病风险显著增加，食管癌患者发病风险与IL-8-251位点单核苷酸多态无相关性；吸烟是食管癌发生的危险因素，尚未发现IL-8各基因型与吸烟状况存在交互作用。
陈梦如 ［15］ 在食管癌高发区江苏省扬中市的病例对照研究中，采用PCR-RFLP的分子生物学技术分析XPD Lys751Gin、XRCC1Arg399Gln、P5372密码子Arg/Pro和MDM2 SNP309 T/G的基因多态在ESCC发生中的作用及其与环境因素之间基于相乘模型的交互效应，发现DNA损伤修复基因XPDLys751Gln与扬中市男性居民ESCC遗传易感性有关；XRCC1 Arg399Gln与扬中市女性居民食管癌遗传易感性有关。P5372外显子Arg/Pro和MDM2 SNP 309 T/G的基因多态与ESCC遗传易感性有关。MDM2的蛋白表达与肿瘤分期有关，Ⅱ期患者的表达率最高。
杨艳芳等 ［4］ 研究发现MTHFR677位点C/T和T/T基因型与ESCC发生无关，与食管黏膜异型增生和基底细胞增生有关，在其发生中起保护作用；这两种基因型可降低吸烟者或饮酒者发生异型增生的危险性；未见CYP2E1基因多态性和hOGG1基因多态性与食管癌衍变不同阶段病变有关联；外周血中SCCA2 mRNA表达与ESCC衍变阶段有关，hTERT和EYA4 mRNA表达与ESCC衍变阶段无关，结果提示外周血SCCA2 mRNA表达水平的变化有望用于食管癌癌前病变的动态监测。
在 乙醛脱氢酶2（aldehyde dehydrogenase 2，ALDH2） 基因多态性与ESCC癌前不同疾病的关联研究中，周英智 ［6］ 发现ALDH2 G/G型与癌前异型增生、基底细胞增生有关联；血清促血管生成素2（angiopoietin 2，Ang2）水平与食管黏膜上皮癌前病变程度有一定关联，可能对高危个体长期监测有一定意义。
Fang等 ［81］ 研究探讨了白细胞端粒酶长度相关酶 ACYP2多态性 与ESCC之间的关系。基因组研究证明白细胞端粒酶长度与ACYP2相关，ACYP2多态性影响中国汉族人群EC的发病风险。rs11125529 C等位基因ESCC风险比rs11125529 C等位基因的高；rs11896604和rs17045754位点也增加ESCC的风险；单核苷酸多态性（SNPs）rs1682111、rs843752、rs10439478、rs843645、rs11125529、rs843711、rs1189660allele及“TTCTATG”重复序列也是EC风险增加的标志。
1999年，Nicholson教授首次提出代谢组学概念 ［82］ 。肿瘤组织的代谢状况与正常组织明显不同。机体的代谢产物主要存在于各种体液（包括血液、尿液、唾液、精液和脑脊液等）中，采集此类样本并用质谱（mass spectrometry，MS）、核磁共振谱（nuclear magnetic resonance spectrometry，NMR）等高通量检测及化学分析技术分析，尽早发现异常的代谢标志物，为恶性肿瘤的早期诊断和治疗做贡献。
2012年，Davis等 ［83］ 研究发现，对比EAC患者、BE患者和正常对照组的尿液标本，呈现明确的离散信号，可以把BE、EAC和正常对照组清晰地区分开；EAC患者的代谢谱与其癌前病变BE也呈离散型；在肿瘤特异性检测中，EAC的代谢谱与胰腺癌的代谢谱也清晰可分；这些研究提示尿液代谢组学可以用于EAC及BE的初步筛查。
张海平等 ［84］ 利用液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）对哈萨克族食管鳞癌患者，与正常哈萨克族人群的血清和组织样本进行代谢组学分析。血清代谢组学研究筛选出焦谷氨酸、乳酸、丙酮醛、谷氨酸、天冬氨酸、胆碱和牛磺酸7个代谢物作为早期食管癌的相关生物标志物；组织代谢组学研究筛选出谷氨酸、油酸、溶血性磷脂酰胆碱、尿嘧啶、次黄嘌呤核苷、胆碱、谷氨酰胺、犬尿氨酸、丝氨酸9个代谢物为食管癌相关的生物标志物；结合以前的尿液代谢组学研究结果发现谷氨酰胺代谢增强是早期食管鳞癌显著的代谢特征之一；免疫组化方法进一步证实谷氨酰胺酶1（GLS1，谷氨酰胺代谢的关键酶）和溶质载体家族1成员5（SLC1A5，谷氨酰胺进入细胞的转运体）在食管癌组织的表达增加，可为未来早期食管鳞癌的筛查和个体化靶向治疗提供新的思路和方向。
2013年，Zhang等 ［85］ 对25例ESCC患者和25例正常人的血浆样本进行代谢组学分析，发现ESCC患者的乙酰乙酸盐、羟基丁酸、谷氨酰胺、谷氨酸、乳酸盐水平较正常明显升高；而ESCC患者的低／极低密度脂蛋白、不饱和脂肪酸、蛋氨酸、葡萄糖较正常人显著降低。
2014年，Ma等 ［86］ 针对不同分期的食管癌患者，即51例哈萨克族ESCC患者（食管癌患者包括中低分化癌24例、淋巴结转移17例，其中临床分期大于Ⅰb2期的36例）与60例健康对照组的血浆进行代谢组学分析。在食管癌患者中，绝大多数氨基酸代谢水平呈下降趋势，谷氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、牛磺酸、酪氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等的代谢水平与食管癌的分期密切相关。
2013年，Yang等 ［87］ 用高分辨率旋转（high-resolution magic-angle spinning，HRMAS）NMR分析未受侵犯的肿瘤邻近组织、分化良好及中分化的食管癌肿瘤组织，发现与未侵犯邻近组织相比，中分化食管鳞癌的总胆碱、丙氨酸、谷氨酸增加而肌酸、肌醇和牛磺酸减少；肿瘤分化程度不同，代谢谱也存在差异；不同组织的整体甘氨酸／肌醇比不同，以此可以区分未侵犯组织、高分化及中分化食管癌组织。
2010年，杨永霞等 ［88］ 对健康人（10例）和EC患者（20例）血清样本进行核磁共振氢谱（ 1 H nuclear magnetic resonance， 1 H NMR）分析，发现EC患者血清中脂类、乳酸和丙酮酸的含量升高，葡萄糖、三甲胺和胆碱／磷酸胆碱的含量降低。
2012年，于连珍等 ［89］ 基于LC-MS等技术研究发现EC患者糖酵解代谢活跃，三羧酸循环代谢受阻。EC患者组织中大部分氨基酸、游离脂肪酸水平高于癌旁组织，而在血清中低于对照组，这些在血清中有规律变化的化合物是食管癌潜在的生物标志物。
Abbassi-Ghadi等 ［90］ 2013年对已有的食管癌、胃癌代谢组学研究进行总结，其中关于组织标本的研究有11个，关于血清标本的研究有8个，关于尿液的研究有1个，关于胃内容物的研究有1个，他发现糖酵解、三羧酸循环、厌氧呼吸和蛋白质、脂类代谢的几种代谢产物存在显著差异。乳酸盐和富马酸盐是与细胞呼吸有关的食管癌、胃癌最常见的生物标志物。缬氨酸、谷氨酰胺和谷氨酸是最常见的氨基酸生物标志物；脂质代谢产物包括饱和、不饱和的游离脂肪酸，酮、醛和三酰甘油也被确认为食管-胃癌的生物标志物。
Mir等 ［91］ 在2015年发表的研究论文中，采用液相色谱-质谱（LS-MS）联用的方法，发现ESCC患者存在磷脂酰胆碱代谢紊乱，它可作为ESCC的生物标志物。
2015年，Sanchez-Espiridion等 ［92］ 检测了30例病理确诊的EAC患者和30例健康对照组的血清标本，发现64个代谢产物存在显著差异；差异最大的氨基酸类代谢物为L-脯氨酸（LP）；酮体类为3-羟基丁酸酯（BHBA）；碳水化合物类代谢产物为D-甘露糖（DM）；这些差异在321例EAC和331例对照组的验证实验中得到证实：EAC患者的LP浓度显著低于对照组；EAC患者的BHBA、DM浓度显著高于对照组；三者的危险程度均呈浓度依赖关系，且与吸烟和体重指数呈加成关系。
2016年，Wang等 ［93］ 对97例ESCC患者和105例健康对照组的血清进行代谢组学分析，发现16个确定代谢物的代谢途径受到干扰，较具特征的是脂肪酸生物合成、甘油磷脂代谢、癌症胆碱代谢和亚油酸代谢失调。这些代谢失常在早期ESCC诊断中效力良好，0期、Ⅰ、Ⅱ期ESCC的AUC值均为0.881。6种代谢产物有助于ESCC分期的确立，其中十二烷酸、溶菌酶（18:1）、溶菌酶（14:0）三种生物标志物升高，提示ESCC病情有明显的进展趋势。
Buas等 ［94］ 在2017年发表的研究论文中，用LC-MS方法分析了322个GERD、BE、HGD、EAC患者的57种代谢产物，发现BE与GERD，GHD、EAC与BE，有多种代谢物存在显著差异；几个顶级候选代谢物，包括尿酸盐、同型半胱氨酸和3-硝基酪氨酸，与炎症过程有关，可能参与BE、EAC的致病过程；GERD与BE个体之间，以及BE与HGD、EAC个体之间，也存在血清代谢物差别。
2017年，李江硕等 ［95］ 采用高效液相色谱-高分辨串联质谱技术（LC-HRMS）分别对142例ESCC患者和150例健康志愿者的血浆进行非靶向代谢组学研究，鉴定出45个差异代谢物，即潜在生物标志物。对潜在标志物进行生物学意义分析，发现食管鳞癌患者体内甘油磷脂代谢、脂肪酸β-氧化、酪氨酸和苯丙氨酸代谢等多条代谢通路发生紊乱。其中，由酪氨酸、苯丙氨酸、油酸、棕榈酸等17个差异代谢物组成的标志物组具有良好的诊断能力，ROC曲线下面积达0.996，有望用于临床诊断。
Yang等 ［96］ 在2019年发表的研究论文中，用核磁共振氢谱（ 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy， 1 H-NMR）鉴定出6个早期的血清代谢产物——α-葡萄糖、胆碱、谷氨酸盐、谷氨酸、缬氨酸和二氢胸腺嘧啶，它们可作为ESCC潜在的诊断生物标志物。
Liang等 ［97］ 在2019年发表的研究论文中，收集了41例EC患者标本、40例健康对照组的尿液标本，以及20例肿瘤组织标本和正常的癌旁组织标本，他发现组织和尿液标本的代谢产物变化存在重叠，包括葡萄糖、甘氨酸、肌酐和牛磺酸水平降低，同时伴随谷氨酸和柠檬酸水平升高，且大多数尿液代谢产物（除谷氨酸、柠檬酸和葡萄糖外）的变化与EC组织中的代谢产物变化相关（除甘氨酸和乙酸盐外）；由乙酰乙酸、顺乌头酸、马尿酸、乙醇胺、甘氨酸、肌酐和牛磺酸组成的尿代谢物标志物较单一产物诊断EC的效力更强（敏感性、特异性、AUC分别为92.68%、92.50%和0.971）。
总体说来，食管癌的代谢组学特点符合一般恶性肿瘤的特点，在氨基酸代谢中，表现为蛋白质合成增加，同时谷氨酰胺因大量消耗而浓度明显降低。在糖代谢方面，即使在氧气充足的条件下，恶性肿瘤糖酵解同样活跃，因而食管癌患者血浆中乳酸大量堆积，当机体不能将乳酸完全还原成葡萄糖时，乙酰辅酶A堆积，柠檬酸盐增加；假如血浆中没有乙酰辅酶A累积，那么糖代谢可能被生酮作用代替。在脂肪代谢方面，肿瘤细胞生长快，增殖迅速，为了满足细胞增殖的能量及细胞膜构建需求，磷脂酰胆碱代谢出现紊乱。代谢组学标本容易获取，多为无创性的，且能反映肿瘤生物学行为，作为肿瘤的生物标志物具有良好的应用前景，目前代谢组学研究结果均一性欠佳，且不能体现器官及组织的特异性，仍须更多的试验研究，以取得较一致的结果。
采用质谱分析等高通量平台技术，寻找并鉴定肿瘤组织与正常组织的差异表达蛋白及其功能，这是目前肿瘤蛋白组学的主要内容。
张立玮 ［8］ 用SELDI-TOF-MS（表面增强激光解吸电离飞行时间质谱）技术检测食管癌癌、贲门癌及癌前病变患者的血清蛋白质谱变化，结合支持向量机算法，共建立了15个蛋白指纹图谱模型，其中10个模型的灵敏性和特异性都高；进一步对比分析发现，重复出现的5个质荷比峰（ m / z 值为4291、4975、5644、5664、8775）对食管病变有相似的分类作用。
李晓静等 ［98］ 用同位素标记相对和绝对定量法（isobaric tags for relative and absolute quantification，iTRAQ）联合基质辅助激光解吸离子化串联飞行时间质谱（MALDI-TOF/TOF MS）分析，发现52种蛋白质的表达随生存期延长而上调，载脂蛋白D（ApoD）是其中之一，免疫组织化学研究结果显示ApoD在正常食管鳞状上皮中表达最高，在生存期≥5年组中表达其次，在生存期≤3年组中表达最低。ApoD表达水平与食管癌患者的生存期呈正相关，它可能成为预测食管癌患者预后情况的一种生物标志物。
赵云岗等 ［99］ 采用iTRAQ和串联质谱技术鉴定244个ESCC相关的差异表达蛋白质，通过生物信息检索及蛋白质与蛋白质相互作用网络（protein-protein interaction network，PPIN），分析确定了4个蛋白质：FN1、ITGB1、TAGLN、YWHAZ，它们可能是参与食管癌变的关键蛋白质，Western-blot实验证实FN1、ITGB1、TAGLN和YWHAZ 4个关键蛋白质在ESCC中存在显著的表达差异。
外体（exosome）是指直径为30～150 nm的由细胞分泌的盘状囊泡，其中包含了多种复杂的RNA以及蛋白质。它不仅参与细胞间的通信和迁移，而且与肿瘤细胞的生长也有密切的关系。在肿瘤中，细胞会通过分泌外体来改变周围环境，而且肿瘤细胞还会通过将特异性抗原附着在其表面形成扩散作用。张浩亮等 ［100］ 通过蛋白组学技术分离46例ESCC患者与46例健康对照组的血浆外排体蛋白质，用PPIN和生物信息方法筛选出8种有效的差异蛋白——免疫球蛋白的α2链C区、α-2-HS-糖蛋白（AHSG）、CD9抗原、富含亮氨酸的α2糖蛋白、触珠蛋白、CD63抗原和S100A9蛋白、血清白蛋白；其中，AHSG和S100A9表达水平升高，有可能成为诊断早期ESCC的生物标志物。
赵佳等 ［101］ 收集了53例ESCC患者和53例健康对照组的血浆标本，借助双向荧光差异凝胶电泳（2D-DIGE）、MALDI-TOF/TOF质谱分析等蛋白质组学技术进行分析，发现与正常对照组相比，ESCC患者血浆表达上调的蛋白为α1-抗胰凝乳蛋白酶、AHSG、富含亮氨酸的α2糖蛋白（LRG）、锌-α2-糖蛋白、补体因子Ⅰ、补体C4B；表达下调的蛋白为人血清白蛋白、免疫球蛋白的α2链C区、α-1抗胰蛋白酶、纤维蛋白原γ链、触珠蛋白、血红蛋白α亚基。差异蛋白的GO功能聚类大致分为以下4类：炎症反应、免疫反应、转运蛋白和凝血等生理功能相关的蛋白质。利用String数据库做蛋白相互作用预测，发现除IGHA2、SERPINA3和C4B外，其他9种蛋白质有可能存在直接或者间接的相互作用；Western blot实验结果表明，ESCC患者血浆中的AHSG和LRG浓度显著升高。
张艳等 ［102］ 采用激光捕获显微切割技术获取哈萨克族、汉族食管鳞癌细胞和癌旁远端食管正常上皮细胞，鉴定出43个差异蛋白质，在哈萨克族和汉族的ESCC组织表达均上调的蛋白质中，筛选出4个表达上调的蛋白质（Bmi-1、PAI-1、Cofilin-1、Transgelin），并通过western-blot和免疫组化实验验证，与临床病历特征结合分析，推测这4个蛋白质可能与ESCC的分化程度、浸润、淋巴转移有关。
王雪芬等 ［103］ 用iTRAQ方法检测得到431个食管癌与癌旁组织差异蛋白，共同上调蛋白和共同下调蛋白数量分别为72和57；体外培养细胞株发现Wnt经典信号通路的Wnt2在食管鳞状细胞癌株中高表达；GSK3 β 在正常食管上皮细胞株中表达高于食管鳞状细胞癌株；推测在Wnt经典信号通路中，Wnt2与GSK3 β 均参与了ESCC的发生与发展过程。
Yazdian-Robati等 ［104］ 比较了ESCC患者肿瘤组织和癌旁正常组织的蛋白质差异表达情况，筛选出4个差异表达蛋白质——ANX A1、PRDX2、转凝蛋白和肌动蛋白2（ACTA2），并认为ACTA2可能是ESCC患者的潜在生物标志物。
生物功能的实现需要依靠蛋白质，蛋白质序列及作用数据库的建立将蛋白组学带入新时代。差异表达蛋白质筛查与功能鉴定，使确定肿瘤发生过程中蛋白质数量、质量的改变以及病理阶段的关键蛋白筛查成为可能。