分化型甲状腺癌分子生物学的研究进展

分化型甲状腺癌分子生物学的研究进展分化型甲状腺癌是最常见的内分泌系统肿瘤，近年来，分子生物学技术在甲状腺癌诊断、治疗方面取得了较大的进展，其中研究最多的就是BRAF、RET/PTC及P21-RAS等基因，本文就以上分子标志物的作用机制进行综述。标签：分化型甲状腺癌；分子生物学；进展甲状腺癌主要组织病理学类型包括乳头状癌（PTC）、滤泡状癌（FTC）、髓样癌（MTC）以及未分化癌（ATC）。前两者统称分化型甲状腺癌（DTC），共占甲状腺癌的90%以上，占头颈部恶性肿瘤的首位，占所有恶性肿瘤的3%，女性发病率较高。近20年来，我国甲状腺癌发病率呈明显上升趋势，由约1/10万上升到（3～4）/10万。DTC确切的致病因素尚不清楚，幼年时过量射线照射是目前唯一确定的致癌机制[1-2]。近年来分子生物学技术研究使人们对甲状腺癌的分子机制有了更深入的了解，这对于指导甲状腺癌的诊断治疗及疗效评价有非常重要的意义，本文就DTC相关基因研究进展进行综述。1BRAF基因BRAF基因最早是在人类尤文肉瘤中发现的高度表达变异的癌基因，在极少数的胃肠癌、肺癌、卵巢癌以及甲状腺癌等多种肿瘤中都有表达[3]。BRAF又名鼠类肉瘤滤过性毒菌致癌同源体B1，该基因位于第7号染色体，为RAF基因家族成员之一，是RET和RAS的下游信号分子。目前认为，BRAF基因突变是甲状腺癌最常见的基因变异之一，约49%的PTC和25%的ATC会出现该基因的表达[4]。其发生机制为BRAF基因错义突变的15外显子碱基，致使翻译蛋白质600位密码子将对应的缬氨酸（V600E）替代为谷氨酸，可活化蛋白激酶，并进一步激活ERK激酶，向MAPK信号通路下游传递细胞有丝分裂信号，致使甲状腺细胞肿瘤形成并向恶性转化[5]。BRAF基因突变是近年来甲状腺癌基因领域的重要研究进展，也是目前针对DTC发生机制研究最多的突变类型之一。最近研究显示导致激酶激活突变的因素有多种，包括点突变框内插入或框内缺失、放射线暴露等，尽管其发生率较低。由于BRAF基因突变在DTC中发生率较高，而在甲状腺良性病变中检测不到，因此该突变可以作为特异性较强的DTC诊断指标。该突变与低分化的甲状腺癌及ATC的变异性也有较强关联性，在高细胞及经典亚型的PTC中更为常见。还有研究显示该突变的存在似乎与肿瘤的侵袭性特征有关，此突变可使肿瘤更易去分化，因为此突变可见于间变性转化，如甲状腺包膜外侵犯、远处转移和肿瘤复发，而这类因素往往代表着较高的肿瘤相关死亡率。一些大样本临床研究证实，腺体外浸润、区域淋巴结转移、TNM分期（Ⅲ/Ⅳ期）均与BRAF突变呈正相关[6]。有研究对PTC患者随访显示高达80%～85%的复发PTC伴有BRAF突变，这证明对于PTC复发，BRAF突变有很强的预测作用。以BRAF以及其下游激酶为靶点的分子靶向药物治疗已成为目前DTC治疗研究的又一热点。近年来研究显示多靶点激酶抑制剂索拉非尼（sorafenib）能抑制BRAF突变基因型的甲状腺肿瘤细胞和甲癌肿瘤模型的增殖和生长，但目前国内尚未见该药用于甲状腺癌治疗的报道[7]。2RET/PTC重排基因RET基因于1985年首次发现于小鼠转化的NIH3T3细胞中，因其同样具有与其他基因重排及活化的特征，故又称为RET原癌基因。RET原癌基因经重排后被称为RET/PTC癌基因，属于酪氨酸蛋白激酶受体家族。在这些RET/PTC重排中，RET基因的跨膜区和细胞外区丢失，取而代之的是不同基因来源的5′末端，例如RET与H4融合形成RET/PTC1嵌合体，与RIalpha融合形成RET/PTC2嵌合体等。其产生的嵌合体使RET原癌基因编码的酪氨酸蛋白激酶发生激活，通过下游信号的传导使甲状腺滤泡上皮细胞发生恶性转化[8]。目前研究指出，甲状腺的免疫功能通过RET/PTC1下调，可间接促进PTC的发生。提示癌基因、免疫、炎症及恶性肿瘤生物学特性之间存在一定联系，在甲状腺癌发病机制中RET/PTC基因重排有较重要的作用。在PTC细胞中RET/PTC基因重排普遍存在，而在正常甲状腺组织及良性甲状腺病变中不表达或基本不表达[9]，所以RET/PTC重排可以作为诊断PTC较特异的指标。但PTC中RET/PTC的表达率报道不一，所以其阴性结果并不能完全除外PTC。此外，国外研究还发现放射性暴露史能引起RET/PTC基因重排并进一步促使甲状腺癌的发生。国外学者报道幼年时曾有放射线暴露史的PTC患者的RET/PTC重排发生率明显高于无此经历的PTC患者[10]。还有作者对在切尔诺贝利核泄露事故中受过量射线照射所致的乳头状甲状腺癌患者进行分子生物学分析也发现上述特点。对于有无RET/PTC重排及与PTC的临床特征之间的关系，目前临床认为存在RET/PTC重排的PTC患者的TNM分期更晚，也更易表现出甲状腺被膜外侵犯，也更易复发。但由于采集病例数较少以及所采用的免疫方法不同，在不同的国家和地区，其阳性率相差也比较大，为2.5%～53.5%。还有证据显示是否存在RET/PTC重排与甲状腺乳头状癌的不同生物学行为特点有关，有RET/PTC2重排的分化型甲状腺癌往往具有高度的侵袭性和去分化能力[11]。国外Zafon等[12]报道RET/PTC表达阳性的甲状腺乳头状癌患者更易发生局部浸润及淋巴结转移，两者差异有统计学意义（P＜0.05）。还有学者报道在11例RET/PTC阳性的乳状癌中，有9例发生了淋巴结转移。此外，国外研究结果显示，在桥本病患者中RET/PTC的阳性表达率可高达95%左右，并认为桥本病的患者具有较高的发展为PTC的风险，并且桥本病在出现PTC的组织病理学特征之前，即可检测出RET/PTC重排，因此认为，RET/PTC基因重排可作为桥本病早期诊断、治疗的依据。舒尼替尼（sunitinib）为近年研制的一种多靶点受体拮抗剂，可以明显抑制RET/PTC酪氨酸激酶[13]。在另一项研究中，舒尼替尼可抑制具有RET/PTC1重组的PTC增殖和生长，但目前国内亦尚未用于甲状腺癌的临床治疗。3RAS原癌基因RAS是一种原癌基因，广泛存在于人和动物细胞中，为人类多种肿瘤最常见的基因异常。RAS基因包括K-RAS、H-RAS和N-RAS3种类型，这三种基因内结构分别很大，但都编码一种结构相似的G蛋白质，分子量为21kD，故统称为P21-RAS[14]。分子生物学及遗传学研究提示，RAS基因是存在于细胞膜上一种鸟嘌呤核苷酸的结合蛋白，为多种酪氨酸激酶受体的感受器，并细胞的生长及分化起调解作用。该基因一般有两种存在方式，即与GDP结合时的失活状态以及与GTP结合时的活化状态。突变的RAS蛋白降低了自身内源性鸟苷酸三磷酸酶（GTP）的活性，其结果是致使GTP与RAS蛋白的持续结合并具有了促使细胞生长的作用，致使RAS处于一种持续激活的状态中。由于酪氨酸激酶受体等多种信号传导通道的传感器都受该基因编码联系，并可激活多个不同信号传导通道，其结局会导致甲状腺组织细胞转化为恶性。RAS突变常在特定肿瘤中出现，如RAS突变可见于95%的胰腺癌中。它也是DTC中检测到的最常见的突变之一。不同的肿瘤有不同的RAS基因突变类型，如K-RAS突变与肺癌有关等。DTC中已经检测到多种RAS基因突变如N-RAS、K-RAS、H-RAS，但在MTC组织中几乎从未检测出该基因突变。该基因突变主要存在于滤泡型PTC及滤泡性腺瘤中，但FTC少见[15-16]，该基因突变还对滤泡性腺瘤能否进一步发展为腺癌或者未分化癌具有一定的预测意义，为RAS阳性的腺瘤积极手术切除提供依据。大约10%的FTC可见RAS基因的点突变，并且似乎仅与滤泡亚型FTC有关。RAS点突变型FTC往往伴有滤泡变异型组织学的特性，表现为肿瘤外侵、肿瘤的失分化和出现转移，这在存在骨转移的病例中表现尤为明显[17]。而在低分化DTC组织中往往RAS突变检出率较高，表明该突变会导致DTC更强的侵袭能力。RAS突变是在DTC中比较多见的事件，具有较高的特异性和敏感性。RAS突变和这些肿瘤的预后及临床特征密切相关，作为一种DTC的诊断学标志具有较广阔的发展前景。RAS抑制剂洛伐他汀已被证实在RAS突变的的甲状腺肿瘤的体内具有抗肿瘤效果[18]，为RAS突变表达的DTC提供了新的治疗方法，可能对限制肿瘤的播散有作用，这还需要临床进一步研究。综上所述，多种免疫组化结果与DTC的发生、发展、预后和转归有密切关系，而且，每种基因的作用均有所不同。甲状腺标本检测P21-RAS有助于分化型甲状腺癌的诊断，而进行RET/PTC及BRAF检测，不但可以有助于诊断PTC，而且可更好地估计肿瘤的侵袭性及淋巴结转移特点，对于肿瘤的后续治疗方案（如分子靶向治疗等）及判断预后有重要价值。[参考文献][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，FukuiM，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