分化型甲狀腺癌分子生物學的研究進展

分化型甲狀腺癌分子生物學的研究進展分化型甲狀腺癌是最常見的內分泌系統(tǒng)腫瘤，近年來，分子生物學技術在甲狀腺癌診斷、治療方面取得了較大的進展，其中研究最多的就是BRAF、RET/PTC及P21-RAS等基因，本文就以上分子標志物的作用機制進行綜述。標簽：分化型甲狀腺癌；分子生物學；進展甲狀腺癌主要組織病理學類型包括乳頭狀癌（PTC）、濾泡狀癌（FTC）、髓樣癌（MTC）以及未分化癌（ATC）。前兩者統(tǒng)稱分化型甲狀腺癌（DTC），共占甲狀腺癌的90%以上，占頭頸部惡性腫瘤的首位，占所有惡性腫瘤的3%，女性發(fā)病率較高。近20年來，我國甲狀腺癌發(fā)病率呈明顯上升趨勢，由約1/10萬上升到（3～4）/10萬。DTC確切的致病因素尚不清楚，幼年時過量射線照射是目前唯一確定的致癌機制[1-2]。近年來分子生物學技術研究使人們對甲狀腺癌的分子機制有了更深入的了解，這對于指導甲狀腺癌的診斷治療及療效評價有非常重要的意義，本文就DTC相關基因研究進展進行綜述。1BRAF基因BRAF基因最早是在人類尤文肉瘤中發(fā)現(xiàn)的高度表達變異的癌基因，在極少數(shù)的胃腸癌、肺癌、卵巢癌以及甲狀腺癌等多種腫瘤中都有表達[3]。BRAF又名鼠類肉瘤濾過性毒菌致癌同源體B1，該基因位于第7號染色體，為RAF基因家族成員之一，是RET和RAS的下游信號分子。目前認為，BRAF基因突變是甲狀腺癌最常見的基因變異之一，約49%的PTC和25%的ATC會出現(xiàn)該基因的表達[4]。其發(fā)生機制為BRAF基因錯義突變的15外顯子堿基，致使翻譯蛋白質600位密碼子將對應的纈氨酸（V600E）替代為谷氨酸，可活化蛋白激酶，并進一步激活ERK激酶，向MAPK信號通路下游傳遞細胞有絲分裂信號，致使甲狀腺細胞腫瘤形成并向惡性轉化[5]。BRAF基因突變是近年來甲狀腺癌基因領域的重要研究進展，也是目前針對DTC發(fā)生機制研究最多的突變類型之一。最近研究顯示導致激酶激活突變的因素有多種，包括點突變框內插入或框內缺失、放射線暴露等，盡管其發(fā)生率較低。由于BRAF基因突變在DTC中發(fā)生率較高，而在甲狀腺良性病變中檢測不到，因此該突變可以作為特異性較強的DTC診斷指標。該突變與低分化的甲狀腺癌及ATC的變異性也有較強關聯(lián)性，在高細胞及經(jīng)典亞型的PTC中更為常見。還有研究顯示該突變的存在似乎與腫瘤的侵襲性特征有關，此突變可使腫瘤更易去分化，因為此突變可見于間變性轉化，如甲狀腺包膜外侵犯、遠處轉移和腫瘤復發(fā)，而這類因素往往代表著較高的腫瘤相關死亡率。一些大樣本臨床研究證實，腺體外浸潤、區(qū)域淋巴結轉移、TNM分期（Ⅲ/Ⅳ期）均與BRAF突變呈正相關[6]。有研究對PTC患者隨訪顯示高達80%～85%的復發(fā)PTC伴有BRAF突變，這證明對于PTC復發(fā)，BRAF突變有很強的預測作用。以BRAF以及其下游激酶為靶點的分子靶向藥物治療已成為目前DTC治療研究的又一熱點。近年來研究顯示多靶點激酶抑制劑索拉非尼（sorafenib）能抑制BRAF突變基因型的甲狀腺腫瘤細胞和甲癌腫瘤模型的增殖和生長，但目前國內尚未見該藥用于甲狀腺癌治療的報道[7]。2RET/PTC重排基因RET基因于1985年首次發(fā)現(xiàn)于小鼠轉化的NIH3T3細胞中，因其同樣具有與其他基因重排及活化的特征，故又稱為RET原癌基因。RET原癌基因經(jīng)重排后被稱為RET/PTC癌基因，屬于酪氨酸蛋白激酶受體家族。在這些RET/PTC重排中，RET基因的跨膜區(qū)和細胞外區(qū)丟失，取而代之的是不同基因來源的5′末端，例如RET與H4融合形成RET/PTC1嵌合體，與RIalpha融合形成RET/PTC2嵌合體等。其產(chǎn)生的嵌合體使RET原癌基因編碼的酪氨酸蛋白激酶發(fā)生激活，通過下游信號的傳導使甲狀腺濾泡上皮細胞發(fā)生惡性轉化[8]。目前研究指出，甲狀腺的免疫功能通過RET/PTC1下調，可間接促進PTC的發(fā)生。提示癌基因、免疫、炎癥及惡性腫瘤生物學特性之間存在一定聯(lián)系，在甲狀腺癌發(fā)病機制中RET/PTC基因重排有較重要的作用。在PTC細胞中RET/PTC基因重排普遍存在，而在正常甲狀腺組織及良性甲狀腺病變中不表達或基本不表達[9]，所以RET/PTC重排可以作為診斷PTC較特異的指標。但PTC中RET/PTC的表達率報道不一，所以其陰性結果并不能完全除外PTC。此外，國外研究還發(fā)現(xiàn)放射性暴露史能引起RET/PTC基因重排并進一步促使甲狀腺癌的發(fā)生。國外學者報道幼年時曾有放射線暴露史的PTC患者的RET/PTC重排發(fā)生率明顯高于無此經(jīng)歷的PTC患者[10]。還有作者對在切爾諾貝利核泄露事故中受過量射線照射所致的乳頭狀甲狀腺癌患者進行分子生物學分析也發(fā)現(xiàn)上述特點。對于有無RET/PTC重排及與PTC的臨床特征之間的關系，目前臨床認為存在RET/PTC重排的PTC患者的TNM分期更晚，也更易表現(xiàn)出甲狀腺被膜外侵犯，也更易復發(fā)。但由于采集病例數(shù)較少以及所采用的免疫方法不同，在不同的國家和地區(qū)，其陽性率相差也比較大，為2.5%～53.5%。還有證據(jù)顯示是否存在RET/PTC重排與甲狀腺乳頭狀癌的不同生物學行為特點有關，有RET/PTC2重排的分化型甲狀腺癌往往具有高度的侵襲性和去分化能力[11]。國外Zafon等[12]報道RET/PTC表達陽性的甲狀腺乳頭狀癌患者更易發(fā)生局部浸潤及淋巴結轉移，兩者差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。還有學者報道在11例RET/PTC陽性的乳狀癌中，有9例發(fā)生了淋巴結轉移。此外，國外研究結果顯示，在橋本病患者中RET/PTC的陽性表達率可高達95%左右，并認為橋本病的患者具有較高的發(fā)展為PTC的風險，并且橋本病在出現(xiàn)PTC的組織病理學特征之前，即可檢測出RET/PTC重排，因此認為，RET/PTC基因重排可作為橋本病早期診斷、治療的依據(jù)。舒尼替尼（sunitinib）為近年研制的一種多靶點受體拮抗劑，可以明顯抑制RET/PTC酪氨酸激酶[13]。在另一項研究中，舒尼替尼可抑制具有RET/PTC1重組的PTC增殖和生長，但目前國內亦尚未用于甲狀腺癌的臨床治療。3RAS原癌基因RAS是一種原癌基因，廣泛存在于人和動物細胞中，為人類多種腫瘤最常見的基因異常。RAS基因包括K-RAS、H-RAS和N-RAS3種類型，這三種基因內結構分別很大，但都編碼一種結構相似的G蛋白質，分子量為21kD，故統(tǒng)稱為P21-RAS[14]。分子生物學及遺傳學研究提示，RAS基因是存在于細胞膜上一種鳥嘌呤核苷酸的結合蛋白，為多種酪氨酸激酶受體的感受器，并細胞的生長及分化起調解作用。該基因一般有兩種存在方式，即與GDP結合時的失活狀態(tài)以及與GTP結合時的活化狀態(tài)。突變的RAS蛋白降低了自身內源性鳥苷酸三磷酸酶（GTP）的活性，其結果是致使GTP與RAS蛋白的持續(xù)結合并具有了促使細胞生長的作用，致使RAS處于一種持續(xù)激活的狀態(tài)中。由于酪氨酸激酶受體等多種信號傳導通道的傳感器都受該基因編碼聯(lián)系，并可激活多個不同信號傳導通道，其結局會導致甲狀腺組織細胞轉化為惡性。RAS突變常在特定腫瘤中出現(xiàn)，如RAS突變可見于95%的胰腺癌中。它也是DTC中檢測到的最常見的突變之一。不同的腫瘤有不同的RAS基因突變類型，如K-RAS突變與肺癌有關等。DTC中已經(jīng)檢測到多種RAS基因突變如N-RAS、K-RAS、H-RAS，但在MTC組織中幾乎從未檢測出該基因突變。該基因突變主要存在于濾泡型PTC及濾泡性腺瘤中，但FTC少見[15-16]，該基因突變還對濾泡性腺瘤能否進一步發(fā)展為腺癌或者未分化癌具有一定的預測意義，為RAS陽性的腺瘤積極手術切除提供依據(jù)。大約10%的FTC可見RAS基因的點突變，并且似乎僅與濾泡亞型FTC有關。RAS點突變型FTC往往伴有濾泡變異型組織學的特性，表現(xiàn)為腫瘤外侵、腫瘤的失分化和出現(xiàn)轉移，這在存在骨轉移的病例中表現(xiàn)尤為明顯[17]。而在低分化DTC組織中往往RAS突變檢出率較高，表明該突變會導致DTC更強的侵襲能力。RAS突變是在DTC中比較多見的事件，具有較高的特異性和敏感性。RAS突變和這些腫瘤的預后及臨床特征密切相關，作為一種DTC的診斷學標志具有較廣闊的發(fā)展前景。RAS抑制劑洛伐他汀已被證實在RAS突變的的甲狀腺腫瘤的體內具有抗腫瘤效果[18]，為RAS突變表達的DTC提供了新的治療方法，可能對限制腫瘤的播散有作用，這還需要臨床進一步研究。綜上所述，多種免疫組化結果與DTC的發(fā)生、發(fā)展、預后和轉歸有密切關系，而且，每種基因的作用均有所不同。甲狀腺標本檢測P21-RAS有助于分化型甲狀腺癌的診斷，而進行RET/PTC及BRAF檢測，不但可以有助于診斷PTC，而且可更好地估計腫瘤的侵襲性及淋巴結轉移特點，對于腫瘤的后續(xù)治療方案（如分子靶向治療等）及判斷預后有重要價值。[參考文獻][1]NikiforovYE.Moleculardiagnosticsofthyroidtumors[J].ArchPatholLabMed，2011，135（24）：569-577.[2]HamataniK，EguchiH，ItoR，etal.RET/PTCrearrangementspreferentiallyoccurredinpapillarythyroidcanceramongatomicbombsurvivorsexposedtohighradiationdose[J].CancerRes，2008，68（17）：7176-7182.[3]IkawaS，F(xiàn)ukuiM，UeyamaY，etal.B-raf，anewmemberoftheraffamily，isactivatedbyDNArearrangement[J].MolCellBiol，1988，8（6）：2651-2654.[4]WatanabeR，HayashiY，SassaM，etal.PossibleinvolvementofBRAFV600Einalteredgeneexpressioninpapillarythyroidcancer[J].EndocrJ，2009，56（3）：407-414.[5]OlerG，CamachoCP，HojaijFC，etal.GeneexpressionprofilingofpapillarythyroidcarcinomaidentifiestranscriptscorrelatedwithBRAFmutationalstatusandlymphnodemetastasis[J].ClinCancerRes，2008，14（15）：4735-4742.[6]KebebewE，WengJ，BauerJ，etal.TheprevalenceandprognosticvalueofBRAFmutationinthyroidcancer[J].AmSurg，2007，246（3）：466-470.[7]LamET，RingelMD，KloosRT，etal.PhaseⅡclinicaltrialofsorafenibinmetastaticmedullarythyroidcancer[J].JClinOncol，2010，28（14）：2323-2330.[8]KodamaY，AsaiN，KawaiK，etal.TheRETprotooncogene：amoleculartherapeutictargetinthyroidcancer[J].CancerSci，2009，96（3）：143-148.[9]NikiforovaMN，NikiforovYE.Moleculargeneticsofthyroidcancer：implicationsfordiagnosis，treatmentandprognosis[J].ExpertRevMolDiagn，2008，8（1）：83-85.[10]HamataniK，EguchiH，ItoR，etal.RET/PTCrearrangementspreferentiallyoccurredinpapillarythyroidcanceramongatomicbombsurvivorsexposedtohighradiationdose[J].CancerRes，2008，68（17）：7176-7182.[11]NikiforovYE.RET/PTCrearrangementinthyroidtumors[J].EndocrPathol，2012，13（1）：3-16.[12]ZafonC，ObiolsG，CastellvlJ，etal.ClinicalsignificanceofRET/PTCandp53proteinexpressioninsporadicpapillarythyroidcarcinoma[J].Histopathology，2007，50：225-231.[13]TorinoF，ParagliolaRM，BarnabeiA，etal.Medullarythyroidcancer：apromisingmodelfortargetedtherapy[J].CurrMolMed，2010，10（7）：608-625.[14]MisseroC，PirroMT，DiLauroR.MultipleRASdownstreampathwaysmediatefunctionalrepressionofthehomeoboxgeneproductTTF-I[J].MolCellBiol，2000，20（8）：2783-2793.[15]Es