环境致癌物进入机体后，可引起各种生理、生化的异常改变。通过对效应生物标志物的测量，能准确了解外源物质对机体早期生物学效应。目前，对头颈部肿瘤的效应标志物研究，主要包括蛋白质和酶代谢标志物、表观遗传学修饰等。

蛋白质组学（proteomics）和代谢组学（metabonomics）是后基因组时代研究的重要内容，通过对基因产物进行高通量检测和数据处理，研究机体内各种病理生理过程中的变化，对寻找新型肿瘤标志物，建立识别模式，为肿瘤的早期诊断、治疗靶点选择等方面有较大的应用价值。Thiel等 ^［38］应用二维凝胶和基质辅助激光解吸质谱技术研究了12例口腔癌患者手术切除的肿瘤组织及相邻正常组织的蛋白质表达谱，发现在70个表达差异的蛋白质中，证实6个可作为明确区别癌及正常组织的蛋白质，包括肌酸激酶ck6、ck13、β球蛋白、α2肌动蛋白、热休克蛋白hsp70和hsp90。Ralhan R等 ^［39］利用多元LC-MS/MS技术分析了811个在头颈鳞状细胞癌及正常组织中表达差异的蛋白质，包括结构蛋白、信号组分、酶、受体、转录因子及分子伴侣等，进一步研究证实蛋白YWHAZ、分层蛋白和S100-A7可作为潜在的生物标志物用于头颈癌的检出和早期诊断。Wu等 ^［40］应用二维电泳和SELDL技术研究了同一患者头颈部原发癌细胞株及颈淋巴转移癌细胞株的蛋白表达谱，结果显示转移癌细胞株中膜相关蛋白，annexinⅠ、annexinⅡ及糖酵解蛋白烯醇化酶a高表达，认为annexinⅠ、annexinⅡ和烯醇化酶a是头颈部肿瘤侵袭和转移的重要因子。Tripathi等 ^［41］研究报道，头颈鳞癌细胞株与正常口腔组织细胞株在氧化磷酸化、能量代谢、柠檬酸循环、谷氨酰胺代谢、抗氧化等代谢过程相关的代谢产物水平有显著差异。另外，卵磷脂/溶血卵磷脂，胆碱磷酸/胆碱的比例、花生四烯酸的代谢浓度在头颈鳞癌细胞明显升高；磷脂酶A2（PLA2），尤其是细胞基质中的cPLA2，其代谢活动在肿瘤细胞中明显提升，这些特征揭示了细胞膜胆碱磷脂的代谢改变，从而为阐明肿瘤的病理生化改变、寻找特异性靶点提供了可能。

表观遗传是功能基因组学的重要组成部分，是研究理化、生物等环境因素以及饮食习惯等对遗传因素的作用，并由这一作用引起DNA序列以外的遗传物质改变，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重建和非编码RNA等。近些年的研究显示，表观遗传学修饰的改变可出现在头颈部肿瘤发生发展过程中的不同阶段。

DNA甲基化是最常见的一种表观遗传修饰类型，参与细胞分化、胚胎发育、衰老及癌变等生物过程。目前的研究发现，头颈部肿瘤与p16、MGMT、DAP-kinase、E-cadherin等基因的甲基化现象密切相关。最近，Hwang等人通过检测头颈部鳞癌组织标本，发现8个由FOXM1癌基因诱导出现不同程度甲基化的基因，分别是SPCS1、FLNA，、CHPF、GLT8D1、C6orf136、MGAT1、NDUFA10和PAFAH1B3。其中GLT8D1和C6orf136在头颈鳞癌患者中表达差异显著。利用定量甲基化特异性PCR证实了GLT8D1启动子低甲基化，而C6orf136的启动子区则显示高甲基化 ^［42］。

组蛋白是核小体的结构单位，对DNA的包装起着重要作用。细胞对外在刺激做出的反应几乎都涉及染色质结构的改变，这一改变是通过修饰组蛋白来实现的。组蛋白的翻译后修饰，如乙酰化、甲基化、泛素化、磷酸化、核糖基化等能控制周围DNA的活动。针对组蛋白的修饰能影响蛋白的稳定性、蛋白与蛋白间的相互作用、蛋白的定位及与DNA的连接。Yang等人研究报道，组蛋白修饰（组蛋白H3第9位赖氨酸甲基化，H3第3位赖氨酸甲基化，H3第9位赖氨酸乙酰化）与抑癌基因RASSF1A的转录调节相关，对喉癌的发生起着重要的促进作用 ^［43］。Kondo应用染色质免疫共沉淀Chip技术研究发现，在甲状腺癌细胞中，组蛋白H3第9位赖氨酸乙酰化与TTF-1的阳性表达有关，而TTF-1是甲状腺癌发生的重要转录因子 ^［44］。

非编码RNA是从基因组转录而来，但不翻译成蛋白质，在RNA水平上行使各种生物学功能的一类RNA。研究显示，microRNA（miRNA）、长链非编码RNA（long noncoding RNA，lncRNA）等在多种肿瘤中具有特异的表达谱，参与了肿瘤发生与发展过程。miRNA是一类长约19～25nt的内源性非编码小RNA分子，主要通过与靶基因mRNA的3’UTR区结合在转录后水平调控基因表达。miRNA表达谱的变化与头颈部肿瘤的发生发展密切相关。Chang等 ^［45］通过RNA芯片检测方法研究了头颈部鳞状细胞癌microRNA表达的特点，发现有8种miRNAs表达量有显著改变，其中表达上调的有mir-21、let-7、mir-18、mir-29c、mir-142-3p、mir-155和mir-146b，表达下调的有mir-494。Hebert等 ^［46］对口腔鳞状细胞癌细胞系进行微阵列分析，发现有47种microRNA的表达异常增高，其中mir-98的表达增高最为显著。lncRNA是长度在200～100 000nt之间的RNA分子，与头颈肿瘤的关系也日渐受到重视。Li等研究报道，lncRNA HOTAIR在喉鳞癌组织的表达水平显著高于其邻近正常组织，且与组织学分型、临床分期呈正相关。利用siRNA技术使HOTAIR基因沉默可减少肿瘤细胞增殖、侵袭，并可降低PTEN的甲基化现象 ^［47］。