甲狀腺癌相關(guān)基因表達及臨床意義的研究進展

崔玉寶(天津市第一醫(yī)院外科，天津 300231)

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甲狀腺癌相關(guān)基因表達及臨床意義的研究進展

崔玉寶(天津市第一醫(yī)院外科，天津 300231)

甲狀腺癌(thyroid carcinoma，TC)是內(nèi)分泌系統(tǒng)最常見的一類惡性腫瘤，不同組織學(xué)類型的甲狀腺癌生物學(xué)行為及預(yù)后差異很大,術(shù)前診斷主要依賴于甲狀腺細(xì)針穿刺細(xì)胞學(xué)檢查(fine-needle aspiration biopsy，F(xiàn)NAB)。目前對于高侵襲性甲狀腺癌傳統(tǒng)治療手段療效仍然非常有限，隨著對甲狀腺癌分子發(fā)病機制的深入研究,一些如BRAF、RET、PAX8/PPAR^y突變基因?qū)τ诩谞钕偃轭^狀癌、濾泡狀癌和甲狀腺髓樣癌的診斷、預(yù)后甚至選擇合適的治療方案均具有關(guān)鍵作用,為甲狀腺癌的分子診斷、預(yù)后判斷及分子靶向治療提供了新的機遇。盡管存在增加診斷費用、特異性有待提高、部分腫瘤仍缺乏特異性的標(biāo)志物等不足，但分子診斷技術(shù)在甲狀腺癌的診斷和治療上必將扮演越來越重要的角色。

甲狀腺癌; 基因突變; 甲基化; 分子機制

甲狀腺癌(thyroid carcinoma，TC)在組織學(xué)上主要具有4種基本類型：乳頭狀甲狀腺癌(papillary thyroid carcinoma，PTC)、濾泡狀甲狀腺癌(follicular thyroid carcinoma，F(xiàn)TC)、甲狀腺髓樣癌(medullary thyroid carcinoma，MTC)以及未分化型甲狀腺癌(anaplastic thyroid carcinoma，ATC)。其中PTC和FTC同屬于分化型甲狀腺癌(differentiated thyroid carcinomas，DTC)，都起源于甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞；MTC則起源于濾泡旁細(xì)胞；ATC一般起源于分化型中的一些發(fā)生去分化的細(xì)胞。在所有類型甲狀腺癌中，有約94%是DTC，約5%是MTC，還有約1%是ATC[1]。根據(jù)全國32個腫瘤登記處結(jié)果：1)2003～2007年，中國甲狀腺癌發(fā)病率和病死率呈上升趨勢，每年分別以14.51%和1.42%的速度上升；2)甲狀腺癌發(fā)病率(標(biāo)準(zhǔn)化后)為2.89/10萬，世界為3.31/10萬；3)甲狀腺癌病死率(標(biāo)準(zhǔn)化后)為0.21/10萬，世界為0.29/10萬；4)甲狀腺癌分別占惡性腫瘤發(fā)病率和病死率的1.67%和0.20%；5)女性發(fā)病率和病死率明顯高于男性，分別為男性的3.38倍和1.75倍；6)城市人1：2發(fā)病率和病死率高于農(nóng)村[2]。近年來隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，對甲狀腺癌的相關(guān)因子、基因以及表觀遺傳學(xué)研究較多。本文將對這幾方面的研究進展作一綜述。

1 甲狀腺癌相關(guān)基因

1.1 T-box蛋白質(zhì)2(TBX2)

TBX2是T-Box基因家族成員之一，通過其特有的T-BOX區(qū)域參與多種生物的發(fā)育調(diào)控，屬于發(fā)育調(diào)控相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子基因，是T-BOX基因家族成員中僅有的兩個轉(zhuǎn)錄抑制基因之一。其編碼蛋TBX2至少有兩個結(jié)構(gòu)域，一個為與靶基因DNA特異性結(jié)合域(T結(jié)構(gòu)域)；另一為結(jié)合轉(zhuǎn)錄抑制物或激活物。結(jié)構(gòu)域(C術(shù)端結(jié)構(gòu)域，功能域)主要通過功能域發(fā)揮轉(zhuǎn)錄抑制作用。TBX2可以通過抑制p14ARF-Mdm2-p53通路的關(guān)鍵蛋白p14ARF的活性而使細(xì)胞周期停止在Gl/S和(或)92/M期，抑制細(xì)胞凋亡；或是協(xié)同Myc、Ras等基因作用使細(xì)胞向惡性轉(zhuǎn)化[3]，從而促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展。宋曉環(huán)等[4]研究認(rèn)為，TBX2在甲狀腺癌的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用，TBX2在甲狀腺癌組織中陽性表達增強可能是甲狀腺癌惡性程度高、增殖迅速的原因之一；檢測甲狀腺癌TBX2的表達，可為臨床甲狀腺癌的診斷、治療方案的選擇及預(yù)后評估提供參考指標(biāo)，同時也為甲狀腺癌的治療提供新靶點，具有重要的臨床意義。

1.2 BRAF基因

BRAF基因位于7號染色體上，是Ret和Ras的下游信號分子。BRAF基因突變中，80%以上是由于基因的11和15號外顯子上第1799個核苷酸中胸腺嘧啶到腺嘌呤的轉(zhuǎn)化。29%～83%的人類甲狀腺癌中可以檢出BRAF基因15號外顯子T1799A的突變，該突變僅僅存在于PTC和源于PTC的未分化癌，且與其他甲狀腺癌相關(guān)的基因突變不并存。這種突變在PTC中的高表達率和高特異性提示其在PTC的發(fā)生中起獨立而重要的作用。經(jīng)典的PTC的BRAF突變率高達75.3%,特別是在未合并慢性淋巴細(xì)胞性甲狀腺炎的PTC患者中,與較大的腫瘤直徑、多中心、甲狀腺外浸潤和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等病理指標(biāo)密切相關(guān)[5]。

1.3 Survivin 基因

Survivin是一種凋亡抑制基因，在凋亡通路上扮演著負(fù)調(diào)節(jié)角色，它不僅與腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，而且與腫瘤的預(yù)后及復(fù)發(fā)有關(guān)。有研究[6-7]顯示Survivin在甲狀腺惡性腫瘤和良性腫瘤中存在差異性表達，提示了Survivin與腫瘤惡性程度的相關(guān)性；以及與腫瘤惡性化傾向的協(xié)同關(guān)系；另有研究[8]認(rèn)為Survivin的凋亡抑制作用體現(xiàn)在對Caspase凋亡通路的負(fù)調(diào)節(jié)上，Caspase是細(xì)胞凋亡的核心機制，即一系列Caspase的激活和級聯(lián)反應(yīng)驅(qū)趕著凋亡向前行進，Survivin 與Caspase-3和Caspase-7緊密結(jié)合從而使后兩者失活，阻止了凋亡的進程。劉鋼等[9]認(rèn)為，甲狀腺未分化癌和髓樣癌組織中Survivin 的陽性率明顯增高，存在轉(zhuǎn)移和臨床Ⅲ、Ⅳ期病例中，Survivin的陽性率明顯增高；Survivin 過量表達可能與甲狀腺腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，癌組織中Survivin 的表達可作為判斷甲狀腺癌病理類型和預(yù)后的參考指標(biāo)。

2 甲狀腺癌發(fā)病相關(guān)因子

2.1 基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)和環(huán)氧化酶-2(COX-2)

MMPs與甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展相關(guān)性較大，文獻[10]報道，COX-2在人類多種惡性腫瘤細(xì)胞中表達增強，提示其可能在腫瘤發(fā)生發(fā)展中起重要的作用。MMPs是一類參與細(xì)胞外基質(zhì)降解的蛋白酶家族，與腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，其中MMP-9是MMPs家族中分子量最大的酶，對腫瘤的浸潤與轉(zhuǎn)移起著最重要、最直接的作用。有研究[11]表明COX-2的高表達可上調(diào)MMPs的表達，阻礙細(xì)胞外基質(zhì)的水解，并上調(diào)腫瘤相關(guān)血管因子的表達，促進腫瘤血管的形成，從而增加其侵襲和轉(zhuǎn)移活性，證實了COX-2、MMP-9在促進腫瘤發(fā)展和腫瘤血管形成中的協(xié)同作用。華特波等[12]研究認(rèn)為COX-2和MMP-9可作為甲狀腺癌重要的惡性生物學(xué)指標(biāo)，檢測COX-2和MMP-9有助于 術(shù)前診斷甲狀腺癌及判定淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤浸潤情況，使患者得到及時有效治療。

2.2 REGγ和NOTCH1

REGγ是蛋白酶體調(diào)節(jié)因子，是一種自身免疫性抗體的核內(nèi)靶蛋白[13-14]。其屬于11s蛋白酶激活因子家族或REG家族，在大腸癌[15]和甲狀腺癌[16]中存在差異表達，并在癌癥發(fā)展過程中發(fā)揮作用。REGγ表達的高低對評價細(xì)胞的增殖狀態(tài)、研究腫瘤的生物學(xué)行為、判斷其預(yù)后具有重要科研和臨床意義。NOTCH1是NOTCH信號通路中NOTCH家族的4個主要蛋白之一，其與腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移有密切的關(guān)系。NOTCH1高表達可引起人類乳腺癌的低分化和低生存率[17]，顯示出NOTCH基因的原癌基因作用。在瞬時轉(zhuǎn)染NOTCH的SMMC-ICD7721細(xì)胞中，NOTCH通過作用于細(xì)胞內(nèi)的多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路而抑制肝癌細(xì)胞的增殖和促進凋亡，顯示出抑癌基因的作用。這些結(jié)果提示，同一種NOTCH受體在不同的組織類型中作用不同。有研究[18]顯示在甲狀腺癌中NOTCH1蛋白的陽性率為20.0%(8/40)，且與REGγ表達呈正相關(guān)，提示NOTCH基因的表達在部分甲狀腺癌中存在異常，兩者在腫瘤的生長、侵襲過程中可能存在協(xié)同和相互調(diào)節(jié)作用.

2.3 趨化因子受體4(CXCR4)

趨化因子(chemokines)是指機體內(nèi)一群能使細(xì)胞發(fā)生趨化運動的小分子細(xì)胞因子，在抗感染、免疫中起關(guān)鍵性作用。CXCR4是趨化因子的家族成員，在多種腫瘤中表達，可能與乳腺癌、橫紋肌肉瘤、神經(jīng)母細(xì)胞瘤等惡性腫瘤的生長、侵襲和轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系。王明華等[19]研究顯示，甲狀腺癌組織中CXCR4的陽性表達率為100%，另外，不同病理類型的甲狀腺癌組織中CXCR4的表達程度不同，CXCR4在分化型甲狀腺癌(乳頭狀腺癌、濾泡狀腺癌、髓樣癌)組織中強陽性表達率顯著低于未分化癌；在有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例中CXCR4強陽性表達率顯著高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例。CXCR4強陽性表達與細(xì)胞分化程度、有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系，可以作為判斷甲狀腺癌預(yù)后的一個指標(biāo)，即CXCR4強陽性表達提示預(yù)后可能不良。

2.4 細(xì)胞正性調(diào)控因子

微小染色體維持蛋白7(MCM7)屬于MCM蛋白家族，該家族是啟動DNA復(fù)制起始點的復(fù)制準(zhǔn)許因子之一，參與DNA合成并能促進細(xì)胞增殖。細(xì)胞周期依賴性激酶2(cyclin-dependent kinase2，CDK2)以cyclin-CDK復(fù)合物的形式參與調(diào)控細(xì)胞周期，是DNA復(fù)制的重要啟動因子，其表達異常可使細(xì)胞周期失調(diào)和增殖分裂加速。MCM7和CDK2均為細(xì)胞周期中的重要調(diào)控因子，在G1/S期調(diào)控點上相互作用，兩者表達異常均有可能導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化。MCM7蛋白的mRNA水平在正常細(xì)胞周期中變化較為規(guī)律，峰值位于G1/S期轉(zhuǎn)換時，表達下降甚至不被測出位于G0期和分化、衰老時。史琳等[20]研究發(fā)現(xiàn)，甲狀腺癌中MCM7、CDK2蛋白的陽性表達均顯著高于甲狀腺良性病變及正常組織，提示細(xì)胞的異常增殖狀態(tài)。MCM7、CDK2蛋白表達呈正相關(guān)，提示在細(xì)胞周期的DNA復(fù)制過程中共同行使正性調(diào)控功能。MCM7、CDK2的高表達提示細(xì)胞周期調(diào)節(jié)異常及細(xì)胞增殖旺盛，該表達變化與甲狀腺癌可能存在關(guān)聯(lián)，可作為輔助臨床早期診斷甲狀腺癌的一項參考指標(biāo)，且在評價腫瘤細(xì)胞增殖狀況和提示患者預(yù)后方面有一定的臨床意義。

3 甲狀腺癌表觀遺傳學(xué)(相關(guān)基因的甲基化)

3.1 基因異常甲基化

基因異常甲基化在甲狀腺癌中非常常見。PTC患者中,BRAFV600E基因突變與許多抑癌基因如TIMP3、SLC5A8、DAPK1 和RARB等高甲基化狀態(tài)有關(guān)，BRAFV600E基因突變通過改變一系列重要靶基因的甲基化狀態(tài)進而調(diào)控PTC的腫瘤發(fā)生[21]。未分化型甲狀腺癌常出現(xiàn)特征性的DNA啟動子區(qū)低甲基化而非高甲基化,其臨床意義尚不確定[22]。由于DNA的異常甲基化參與了PTC的發(fā)生與發(fā)展，因此對這些基因甲基化相關(guān)標(biāo)志物進行檢測，可能提供一種新的診斷及判斷預(yù)后的方法，有望成為精確診斷腫瘤的早期指標(biāo)。

3.2 谷胱甘肽過氧化物酶3(GPX3)甲基化

GPX3是GPX家族中的成員之一，有研究[23]顯示，GPX3參與調(diào)節(jié)氫過氧化物的清除并增強抗氧化劑的作用，從而減少因氧化劑造成的基因組的損傷，并影響腫瘤的發(fā)生。Peng等[24]在對Barrett’s食管腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，GPX3啟動子區(qū)的甲基化率達62%，在食管癌組織切片中，GPX3的免疫組織化學(xué)染色發(fā)現(xiàn)，與正常組對比明顯表達弱，表明了GPX3啟動子區(qū)的高甲基化在食管癌的發(fā)生中下調(diào)了GPX3的表達。GPX3的mRNA的表達與其甲基化狀況呈現(xiàn)對應(yīng)關(guān)系。韓超等[25]研究發(fā)現(xiàn)，GPX3啟動子區(qū)在乳頭狀甲狀腺癌中有頻繁甲基化的現(xiàn)象，并且其高甲基化對其基因的表達起著重要調(diào)節(jié)作用，表明GPX3的甲基化可能成為PTC的診斷標(biāo)志物。

3.3 RAS甲基化

RAS基因在正常組織中廣泛表達，而在腫瘤中表達經(jīng)常缺失，被認(rèn)為是人類腫瘤中經(jīng)常失活的抑癌基因。RAS 與GTP結(jié)合而活化: RAS 的內(nèi)源性GTP酶活性可以水解GTP,使RAS-GTP轉(zhuǎn)化為非活化的RASGDP形式,進而終止RAS信號[26]。RAS 突變后其內(nèi)源性GTP酶活性喪失,可使RAS 處于持續(xù)的GTP結(jié)合活化狀態(tài)。唐建東等[27]用MSP法在甲狀腺乳頭狀癌組織中發(fā)現(xiàn)RAS基因啟動子甲基化的發(fā)生率為55.9%(19/34)，癌旁組織中甲基化的發(fā)生率為23.5%(8/34)，認(rèn)為甲基化可能與甲狀腺乳頭狀癌發(fā)生發(fā)展過程有關(guān)。戴亞麗等[28]研究表明，在PTC中，RAS基因啟動子的高甲基化可能抑制了RAS基因的表達，使得RAS基因?qū)TC的抑制作用減少，從而促進了PTC的發(fā)生和發(fā)展。

4 結(jié)語

甲狀腺癌發(fā)病率逐年上升,傳統(tǒng)的臨床病理學(xué)指標(biāo)在高侵襲性甲狀腺癌的診治方面作用有限,基因突變、異常甲基化等在甲狀腺癌發(fā)病中發(fā)揮重要作用,分子病理學(xué)研究的進步為甲狀腺癌的分子診斷、預(yù)后判斷以及分子靶向治療提供了新的機遇。

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(責(zé)任編輯：羅芳)

2014-11-03

R736.1

A

1009-8194(2015)06-0094-04

10.13764/j.cnki.lcsy.2015.06.037