BRAF基因單核苷酸多態(tài)性與乳頭狀甲狀腺癌遺傳易感性

王 冠，劉曉莉，孫 輝

（吉林大學(xué)中日聯(lián)誼醫(yī)院甲狀腺外科、吉林省外科轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、吉林省甲狀腺疾病防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 長春130033）

甲狀腺癌居內(nèi)分泌惡性腫瘤之首，在全球范圍內(nèi)的發(fā)病率呈穩(wěn)定上升趨勢(shì)［1］，除髓樣癌外，絕大部分類型甲狀腺癌起源于濾泡上皮細(xì)胞，按照病理分型可分為乳頭狀甲狀腺癌（papillary thyroid cancer，PTC）、濾泡狀甲狀腺癌（follicular thyroid cancer，F(xiàn)TC）和 未 分 化 癌 （anaplastic thyroid cancer，ATC）。其中乳頭狀甲狀腺癌（PTC）是最常見的病理類型，約占所有甲狀腺惡性腫瘤的75%－85%［2］。目前，針對(duì)甲狀腺癌的術(shù)前診斷主要通過超聲檢查以及穿刺活檢，治療方法主要為手術(shù)切除、放射性碘治療等幾方面。

乳頭狀甲狀腺癌是一種復(fù)雜性疾病，發(fā)生機(jī)制至今尚未明確。研究顯示其分布多為散發(fā)性（95%）［3］，亦存在家族聚集現(xiàn)象，提示其發(fā)生與環(huán)境及遺傳因素有關(guān)［4］，因此尋找和研究乳頭狀甲狀腺癌的易感基因?qū)τ诹私馄洳∫蚺c發(fā)病機(jī)理、探求新的診斷和治療方法具有重要意義。越來越多的研究表明，PTC是一種受到多基因、多因子所影響的疾病，遺傳因素可能是PTC的主要危險(xiǎn)因素［5］。遺傳因素對(duì)PTC發(fā)病機(jī)制可分為兩個(gè)方面，其一，為個(gè)體在生長發(fā)育過程中發(fā)生基因突變或重排，表現(xiàn)為體細(xì)胞中一個(gè)或多個(gè)分子事件的疊加，導(dǎo)致MAPK途徑或PTEN／AKT途徑持續(xù)激活從而引起細(xì)胞癌變。這類分子學(xué)事件只在腫瘤組織中發(fā)生，是散發(fā)性乳頭狀甲狀腺癌發(fā)病的主要分子機(jī)制，包括RAS基因突變、RET／PTC重排、BRAF基因突變等；其二，源自個(gè)體本身所屬家系或種系的基因多態(tài)性，如果一個(gè)群體中存在兩種以上的等位基因，其中最低的基因頻率也比突變所能維持的頻率高，即稱為DNA多態(tài)性，其本質(zhì)是進(jìn)化過程中各種原因引起染色體中核苷酸排序變化，即產(chǎn)生的DNA片段和DNA序列在個(gè)體內(nèi)的差異，在個(gè)體中保持終生不變。這種基因多態(tài)性使具有某些特定遺傳背景的個(gè)體更容易患病，也可稱之為遺傳易感種性。由于同系或家系的個(gè)體通常生活在相同或相似的環(huán)境之中，所以對(duì)于此類機(jī)制的研究有希望揭示基因與環(huán)境因素之間相互作用的關(guān)系，并為乳頭狀甲狀腺癌的早期診斷、危險(xiǎn)性評(píng)估和治療方案的制定提供指導(dǎo)和參考。當(dāng)前腫瘤學(xué)研究認(rèn)為，腫瘤是環(huán)境因素和多種微效基因共同積累作用的結(jié)果，基因的多態(tài)性及其特定的組合可能是造成腫瘤易感性的主要因素。國內(nèi)外關(guān)于PTC發(fā)生發(fā)展的分子遺傳學(xué)機(jī)制研究表明，多種基因的SNP與乳頭狀甲狀腺癌易感性相關(guān)，如CDKN1B基因、FOXE1基因、RET基因、hMSH2基 因 以 及 XRCC3 基 因 等［6－10］。BRAF基因單核苷酸多態(tài)（SNP）是近年來發(fā)現(xiàn)的與甲狀腺乳頭狀癌遺傳易感性相關(guān)的位點(diǎn)，BRAF基因SNP與乳頭狀甲狀腺癌遺傳易感性的研究目前受到學(xué)者們?cè)絹碓蕉嗟闹匾暋?/p>

1 BRAF基因基本結(jié)構(gòu)

BRAF，又名鼠類肉瘤濾過性毒菌致癌同源體B1，是RAF基因家族成員，位于人染色體7q34，大小190Kb，含有七個(gè)轉(zhuǎn)錄區(qū)，包含18個(gè)外顯子，編碼蛋白質(zhì)分子全長約94kD，有783個(gè)氨基酸殘基，是一種存在于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的絲氨酸－蘇氨酸特異性蛋白激酶，在細(xì)胞MAPK通路中發(fā)揮重要作用。目前，已發(fā)現(xiàn)有超過30種的BRAF突變類型，其中有約90%的突變位于第15外顯子，10%的突變位于第11外顯子［11］。與乳頭狀甲狀腺癌相關(guān)的突變主要 有： BRAFT599I， BRAFV599E， BRAFVK600－IE，BRAFV600E，BRAFK601E，BRAFKSRWS600，BRAFE585K等［12］，其中BRAFV600E突變被認(rèn)為是PTC最常見的可遺傳變異，The Catalogue of Somatic Mutations in Cancer（COSMIC）癌癥數(shù)據(jù)庫在其網(wǎng)站上發(fā)表報(bào)告顯示，78000例存在BRAF基因突變的樣本中超過95%為V600E突變［13］，即第15外顯子中第1799位核苷酸胸腺嘧啶（T）轉(zhuǎn)換為腺嘌呤（A），導(dǎo)致蛋白質(zhì)產(chǎn)物中第600位的繳氨酸（V）轉(zhuǎn)換為谷氨酸（E），在BRAF野生型構(gòu)象中，其 G597－V601殘基端和G465－V472殘基端（ATP結(jié)合袢）形成一個(gè)疏水性殘基（P－環(huán)），使其保持非激活狀態(tài)，而BRAFV600E突變破壞了這個(gè)疏水性相互作用，使BRAF激酶成為激活通路的催化劑，持續(xù)激活MAPK 通路，進(jìn)而引起腫瘤的發(fā)生［14－16］。

2 單核苷酸多態(tài)性（SNP）與腫瘤易感性

人類基因組具有高度多態(tài)性，存在著大量遺傳變異，涉及單個(gè)堿基改變、短片段插入、缺失、序列重復(fù)，甚至大片段的插入、重復(fù)或缺失。利用遺傳信息與疾病、藥物代謝之間的關(guān)系來進(jìn)行疾病的輔助診斷與治療和新藥研發(fā)等研究已成為當(dāng)前的研究方向［17，18］。研究基因的單核苷酸多態(tài)性有助于解釋個(gè)體的表型差異以及不同群體和個(gè)體對(duì)疾病，特別是對(duì)復(fù)雜疾病的易感性以及對(duì)各種藥物的耐受性和對(duì)環(huán)境因子反應(yīng)的差異。

作為第三代遺傳標(biāo)記，單核苷酸多態(tài)性（single nocleotide polymorphism，SNP）在整個(gè)人類基因組中達(dá)1000萬多個(gè)，占己知基因多態(tài)性的90%以上［19］，SNP極大程度的代表了個(gè)體之間的遺傳差異，是當(dāng)前藥物基因組以及疾病基因組研究的重要工具。根據(jù)在基因中的位置，SNP可分為基因調(diào)控區(qū)SNP（rSNP）和基因編碼區(qū)SNP（cSNP）。其中cSNP根據(jù)是否改變編碼的氨基酸有分為同義cSNP（synonymous cSNP）和非同義cSNP（non－synonymous cSNP）。非同義cSNP可改變編碼的氨基酸殘基的種類，例 如 腫 瘤 易 感 基 因 p53［20］、XRCC1［21］、ADPRT［21］、ERCC2［22］和GSTP1［23］上分別有72Arg／Pro、194Arg／Trp、762Ala／Val和105Ile／Val氨基酸的改變，這些改變導(dǎo)致其所表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化，繼而導(dǎo)致攜帶此SNP等位基因的個(gè)體腫瘤易感性增高。此外，研究發(fā)現(xiàn)調(diào)控區(qū)的rSNP能夠調(diào)節(jié)所在區(qū)域附近的基因表達(dá)，影響細(xì)胞的正常生理功能，直接或間接引起一些重要通路的異常激活而引發(fā)腫瘤形成。而出現(xiàn)在調(diào)控區(qū)的rSNP可以調(diào)節(jié)所在區(qū)域附近的基因表達(dá)，繼而影響細(xì)胞正常功能，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生［32］。

根據(jù)腫瘤的一個(gè)或幾個(gè)易感基因（包括順式作用元件區(qū)、剪切位點(diǎn)）或附近SNP對(duì)患病人群與健康對(duì)照人群進(jìn)行相關(guān)性分析，確定某單核苷酸多態(tài)（SNP）的某種基因型或單倍型頻率在患病人群與健康對(duì)照人群中的差異分布，由此即可確定該基因型或單倍體型所反映的個(gè)體對(duì)某種腫瘤具有遺傳易感性，在這個(gè)領(lǐng)域的研究目前已經(jīng)取得了飛速的進(jìn)展。

3 BRAF基因多態(tài)性與乳頭狀甲狀腺癌遺傳易感性

BRAF基因體細(xì)胞突變?cè)谌轭^狀甲狀腺癌中比較多見，以BRAFV600E突變最常見，比例從29～83%不等［27］，研究證實(shí)BRAFV600E突變通過持續(xù)激活細(xì)胞內(nèi)MAPK信號(hào)通路，導(dǎo)致腫瘤形成。但BRAF基因單核苷酸多態(tài)（SNP）與乳頭狀甲狀腺癌遺傳易感性的關(guān)系目前國內(nèi)外研究較少，機(jī)制尚不明確。已被確認(rèn)的BRAF基因單核苷酸多態(tài)（SNP）位點(diǎn)主 要 有：A1023G （P341P）；A1227G （S409S）；A1383G（Q461Q）；A1797C（T599T）；A1929G（G643G）；G2272A（G758R）。BRAF基因單核苷酸多態(tài)性（SNP）已被證實(shí)與惡性黑色素瘤、卵巢癌、結(jié)腸癌等多種人體腫瘤易感性相關(guān)［24、25、26］。BRAF基因單核苷酸多態(tài)性（SNP）與腫瘤易感性的關(guān)系是當(dāng)前腫瘤研究的熱點(diǎn)，越來越多的學(xué)者投入到BRAF基因多態(tài)性與PTC易感性的研究中。

晏光榮等［28］研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺腫瘤不同基因的SNP位點(diǎn)頻率存在著差異，這種差異代表了甲狀腺腫瘤的良惡性鑒別以及甲狀腺腫瘤的不同病理分型。研究BRAF基因與甲狀腺腫瘤相關(guān)SNP位點(diǎn)，有助于幫助了解不同個(gè)體的表型差異、不同群體對(duì)疾病的易感性以及不同病理分型對(duì)藥物的耐性及患者對(duì)不同環(huán)境反應(yīng)之間的差異。確定了BRAF基因SNP等位位點(diǎn)頻率差異與PTC的相關(guān)性，就可以以此SNP作為PTC分子遺傳標(biāo)記，采集患者血清樣本進(jìn)行基因?qū)W診斷，用于篩查PTC患病的高危人群以及判斷易感危險(xiǎn)程度，建立有效的預(yù)警，達(dá)到一級(jí)預(yù)防的目的，并為進(jìn)一步分子靶向治療和預(yù)防干預(yù)提供研究基礎(chǔ)［29］。

乳頭狀甲狀腺癌是遺傳因素和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，許多研究也證實(shí)了這一點(diǎn)，利用可以反映個(gè)體遺傳差異的分子標(biāo)記SNP研究其與某些腫瘤易感性的關(guān)系時(shí)，可能不會(huì)發(fā)現(xiàn)明確的相關(guān)性，但當(dāng)考慮個(gè)體所處的環(huán)境因素（如飲酒、吸煙）時(shí)，這種相關(guān)性可變得明確。在BRAF基因單核苷酸多態(tài)性與乳頭狀甲狀腺癌易感性的研究中，Qiang Zhang等［30］首次研究了BRAF基因單核苷酸多態(tài)（SNP）和中國人口乳頭狀甲狀腺癌易感性之間的相關(guān)性，選取了BRAF基因多態(tài)性位點(diǎn)rs17161747，rs1042179、rs3748093以及rs3748093，來研究在中國人群中定位在BRAF基因上普遍的基因突變與乳頭狀甲狀腺癌易感性的關(guān)系。研究包含了368例乳頭狀甲狀腺癌患者以及564例健康對(duì)照組 。研究發(fā)現(xiàn)，在Hardy－Weinberg平衡檢驗(yàn)分析下，選取的4個(gè)BRAF基因SNP位點(diǎn)等位基因頻率在乳頭狀甲狀腺癌患者組和健康對(duì)照組間無顯著差異（rs1042179P＝ 0．970 ；rs11762469p ＝ 0．975；rs17161747p＝0．840；rs3748093P＝0．996）。當(dāng)所得結(jié)果根據(jù)傳統(tǒng)的PTC危險(xiǎn)因素進(jìn)行分層分析時(shí)，結(jié)果表明，對(duì)于年齡小于45歲的患者，攜帶BRAF基因rs3748093位點(diǎn)AT基因型 （P＝0．011、OR 1．75）以及 AT＋AA聯(lián)合基因型（P＝0．015、OR 1．68）是乳頭狀甲狀腺癌發(fā)病的危險(xiǎn)因素。此外，rs3748093位點(diǎn)AA基因型對(duì)于非飲酒者是一個(gè)獨(dú)立的危險(xiǎn)因素（P＝0．049、OR 2．12）。對(duì)于有遺傳家族史的患者，BRAF基因rs17161747位點(diǎn)（GC和GC＋CC）基因型為PTC的高危因素（GC 基 因 型：OR 4．74 ［CI 1．73－13．18］，P＝0．003；GC＋CC 基 因 型：OR 3．24 ［CI 1．29－8．12］，P＝0．012），于此同時(shí)，BRAF基因 SNP位點(diǎn)－－rs1042179GG＋AG聯(lián)合基因型，在吸煙者中為PTC的危險(xiǎn)因素（OR 2．51 ［CI1．10－5．74］，P＝0．029）。值得說明的是，BRAF基因單核苷酸多態(tài)性（SNP）會(huì)影響到乳頭狀甲狀腺癌的預(yù)后，Qiang Zhang等的［30］研究發(fā)現(xiàn)，乳頭狀甲狀腺癌患者中，和攜帶BRAF基因SNP rs3748093多態(tài)性位點(diǎn)TT基因型相比，AT和AT＋AA基因型攜帶者相對(duì)不易出現(xiàn)頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（AT基因型：OR 0．40，P＜0．001；AT＋AA 基 因 型：OR 0．44 ，P＜0．001），而BRAF基因SNP rs3748093多態(tài)性位點(diǎn)AT基因型攜帶者則有低齡發(fā)病的傾向（發(fā)病年齡小于 45 歲）（OR 0．64 ［CI 0．41－0．99］，P＝0．047）；研究還發(fā)現(xiàn)，和BRAF基因rs17161747位點(diǎn)GG基因型相比，攜帶CC基因型者PTC腺外侵襲 風(fēng) 險(xiǎn) 增 加 （OR 5．72 ［CI 1．22－26．77］，P＝0．027）。此外，朱曉娥等［31］的一項(xiàng)研究表明，BRAF基因rs17623382位點(diǎn)在存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的PTC癌旁組織中有不同的基因分型，但是否可作為判斷PTC存在早期淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的依據(jù)，尚不明確，仍需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)語與展望

BRAF基因是和乳頭狀甲狀腺癌密切相關(guān)的基因，BRAF基因突變使MAPK通路持續(xù)性激活導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生，但是BRAF基因單核苷酸多態(tài)性（SNP）和乳頭狀甲狀腺癌遺傳易感性的關(guān)系尚不明確。深入研究SNP與PTC易感性的關(guān)聯(lián)對(duì)PTC患者早期診斷具有指導(dǎo)作用，通過SNP相關(guān)性的分析來揭示甲狀腺乳頭狀癌的遺傳背景和風(fēng)險(xiǎn)基因，確定真正增加PTC遺傳易感性的基因變異，有助于更進(jìn)一步了解PTC發(fā)病機(jī)制并作出科學(xué)、準(zhǔn)確的個(gè)體化分析，為乳頭狀甲狀腺癌早期診斷提供新的依據(jù)。在治療方面，隨著遺傳變異研究與藥物基因組學(xué)的結(jié)合，可根據(jù)特定個(gè)體的SNP來改善藥物設(shè)計(jì)、制藥技術(shù)、用藥方法，并根據(jù)個(gè)體間不同的基因多態(tài)性有針對(duì)性的選擇藥物，提高療效。

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