胃間質瘤分子生物學研究進展

宋 靜，黃留業(yè)，張 波

（1．青島大學研究生在讀，山東 青島 266071；2．青島大學附屬煙臺毓璜頂醫(yī)院，山東 煙臺 264000）

胃腸道間質瘤（gastrointestinal stromal tumor，GIST）是消化道間葉源性腫瘤[1]，約占全部消化道腫瘤的1%～3%，它具有非定向分化及潛在惡性傾向。研究表明GIST對常規(guī)放療、化療均高度耐受，預后較差，5年生存率低于35%[2-3]，且易復發(fā)和轉移。因此，早期發(fā)現(xiàn)和及時治療對預后尤為重要。最終確診需依靠術后病理學檢查及免疫組化染色。近年來，隨著分子生物學技術的研究進展，基因檢測不僅對GIST確診非常重要，而且有助于疾病預后的判斷，并為新的治療靶點的發(fā)現(xiàn)提供理論基礎。同時，分子靶點的治療及耐藥機制與基因突變密切相關。因此，文章主要是對胃腸道間質瘤的分子生物學研究進展作一綜述。

根據(jù)目前基因檢測序列分析GIST基因突變類型主要分為三種：C-kit基因突變型、PDGFRa基因突變型和C-kit/PDGFRa野生型。此外，大量研究已表明C-kit基因及PDGFRA基因功能增強性突變是絕大多數(shù)GIST發(fā)生的兩個主要發(fā)病機制[4]，并同時通過基因芯片技術尋找與GIST發(fā)生發(fā)展相關的多種基因，促進了人們對GIST分子機制更深層次的理解及治療新靶點的研發(fā)。

1 C-kit基因突變與GIST的關系及意義

1.1 C-kit基因的發(fā)生機制

1998年日本學者Hirota等認為其在GIST發(fā)生機制中具有重要作用。C-kit原癌基因位于人4號染色體長臂1區(qū)2帶（4q12），且具有21個外顯子，研究表明其編碼的KIT蛋白在GIST中陽性表達率高達95%，CD117蛋白檢測是目前GIST診斷的特異性標記物[5]。此外，大約有5%組織形態(tài)學可疑的胃間質瘤免疫組織化學檢測CD117 呈陰性，提示還可能存在其他基因突變或蛋白產(chǎn)物的參與促進腫瘤的發(fā)生發(fā)展，因此對于CD117表達呈陰性而難以做出正確診斷的GST，仍需進行基因檢測分析以提高GST的確診率。

1.2 C-kit基因突變部位、突變方式及相關意義

研究發(fā)現(xiàn)GIST中C-kit基因存在多個位點發(fā)生突變以及發(fā)生多種突變，近年來有關C-kit基因突變部位的研究多集中于外顯子9、11、13、17 。C-kit基因主要有以下幾種突變形式：缺失、點突變、插入、重復以及復合突變等，其中缺失是C-kit基因突變中最常見的形式，且最常見于11號外顯子。宋業(yè)穎等[6]從65例GIST患者中研究發(fā)現(xiàn)了C-kit基因突變多位于11號外顯子，提示各外顯子之間（尤其是11號外顯子的參與）可能對腫瘤的發(fā)生發(fā)展具有協(xié)同作用。迄今為止，研究發(fā)現(xiàn)隨著外顯子11突變類型的不同，疾病可能具有不同的發(fā)展趨勢。Joensuu H等[7]研究報道具有KIT基因外顯子11重復或缺失突變可能促進間質瘤的復發(fā)。另外，C-kit 13、17號外顯子基因突變率較低（常＜2.5%）。如Comandone[8]等研究報道GIST基因突變中以C-kit突變最為常見，其中約66-71%外顯子11發(fā)生突變。此外，還有學者[9]從62例GIST中檢測到27例第21號外顯子發(fā)生突變，突變率高達43.5%。

C-kit基因突變是GIST重要的發(fā)生機制之一，其在GIST診斷中具有著關鍵性作用。Antonescu與Corless等報道基本否定了ckit基因突變與腫瘤大小、良惡性及預后的關系。綜上，C-kit基因突變位點及突變方式在GIST發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要的意義。

2 PDGFRA基因突變與GIST的關系及意義

Heinrich等指出部分GIST患者（約35%～67%）存在血小板源性生長因子受體α（PDGFRA）的活化突變，其突變率約7%～12%，這可能是GIST又一重要的發(fā)生機制。PDGFRA癌基因位于人類染色體4q12-13，由23個外顯子組成。對于大多數(shù)GIST，PDGFRA蛋白表達與基因突變有著緊密聯(lián)系，且發(fā)現(xiàn)PDGFRA和KIT蛋白可共存于大多數(shù)存在PDGFRA突變的腫瘤中。Hirota等研究發(fā)現(xiàn)PDGFRA突變一方面可引起Cajal間質細胞前體的惡性轉化，另一方面還可以通過激活心T蛋白發(fā)生連鎖反應進而導致GIST的發(fā)生和發(fā)展，目前尚無大量相關研究的報道，其之間的相互關系尚未明確。

近年來，大量研究表明PDGFRA突變?yōu)橐猾@得功能性基因突變，可能為GIST另一種發(fā)病機制。宋業(yè)穎[8]研究發(fā)現(xiàn)PDGFRA基因總突變率為3.08%（2/65），還發(fā)現(xiàn)了C-kit基因和PDGFRA基因雙突變共存型1（1.54%）。

PDGFRa可在多個位點發(fā)生多種突變，以外顯子18 突變最為常見（約占整個PDGFRA基因突變的90%），其次為外顯子12、14。Medeiros等[10]報道PDGFRa基因外顯子18突變類型以D842V的點突變最多見，且PDGFRa突變多發(fā)生于CD117陰性的GIST中。此外，Lasota等發(fā)現(xiàn)在有PDGFRa基因外顯子18突變的128例GIST中約有95%（122/128）來源于胃，約1.6%（2/128）來源于小腸，且病理多顯示為上皮樣細胞型。而且與C-kit基因突變相比，PDGFRA基因突變的侵襲性相對較弱，提示預后較好。

3 野生型GIST

現(xiàn)有研究表明10%的GIST缺乏KIT及PDGFRA突變，稱為野生型GIST。在GIST人群中野生型GIST多見于兒童（約為85%）。目前已知的野生型GIST主要包括：（1）琥珀酸脫氫酶（SDH）缺陷型。（2）非SDH缺陷型，包括BRAF基因突變和與NF1相關等。

（1）琥珀酸脫氫酶（succinate dehydrogenase，SDH）缺陷型GIST

Gillet等首次報道了在GIST中存在SDH缺陷。該型GIST腫瘤較少見，約占GIST的5.0%～ 7.5%，且具有一定的臨床病理特征：女性多見（男女之比：1:2），大多發(fā)生于胃，并以胃竇部多見，病理組織學上常呈多結節(jié)性生長，腫瘤細胞以上皮樣形態(tài)為主或與梭形細胞混合。臨床上多表現(xiàn)為Carney三聯(lián)征（GIST、副神經(jīng)節(jié)瘤和肺軟骨瘤）或Carney-Stratakis綜合征（家族性GIST和副神經(jīng)節(jié)瘤）。同時，該型GIST常呈現(xiàn)出惰性的臨床進展過程，且發(fā)生轉移的間歇期往往較長，臨床上并不依據(jù)腫瘤部位、大小、核分裂象數(shù)評估SDH缺陷型GIST危險性及進行分級。

有研究表示SDH復合物可能在GIST腫瘤發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。Astuti等首次從家族性副神經(jīng)節(jié)瘤綜合征中發(fā)現(xiàn)了SDH復合物。SDH復合物可在正常組織中持續(xù)性表達，參與電子鏈傳遞（復合物II）并通過催化琥珀酸至延胡索酸的氧化脫氫反應參與三羧酸循環(huán)。而腫瘤細胞中可表現(xiàn)出SDHx表達缺失。隨后，Oudijk[12]等研究報道SDHA突變在GIST人群中發(fā)病比例存在明顯差異，多見于成人，其中成人SDH缺陷型GIST約40%存在SDHA突變，而兒童型GIST中約7%存在SDHA突變。與SDHB、SDHC、SDHD突變相同，SDHA常發(fā)生于胃，且組織學上以上皮樣細胞或混合細胞為主，但其外顯率較低[13]。目前大量研究表明SDH缺陷型GIST存在高度甲基化表型。Haller等[14]研究發(fā)現(xiàn)SDHC啟動子異常DNA甲基化，且發(fā)現(xiàn)無SDHx突變。Killian JK等報道與KIT突變型GIST相比，SDH缺陷型[15]GIST DNA甲基化水平明顯較高。Milena Urbini等[16]研究報告SDHC啟動子異常甲基化，且無KIT（外顯子9、11、13、17）及PDGFRA（12、14、18）突變。此外，約95%SDH表達型GIST存在KIT/PDGFRA基因突變，并未發(fā)現(xiàn)SDHx胚系突變，臨床上?？杀憩F(xiàn)為I型神經(jīng)纖維瘤病，其細胞形態(tài)以梭形細胞為主[11]提示SDHx缺陷異常甲基化可能在野生型腫瘤發(fā)生中有著重要作用，今后可將SDHx檢測應用于野生型GIST的鑒別診斷。

（2）BRAF基因突變型GIST

新近研究發(fā)現(xiàn)野生型GIST中約有13%胃腸道間質瘤第15號外顯子發(fā)生了BRAF基因突變，尤其以V600E替換突變最為常見。最新研究表明BRAF突變也參與了KIT/PDGFRA突變型GIST運用甲磺酸伊馬替尼治療而致耐藥轉變的機制。BRAF位于KIT下游，而V600E位于BRAF激酶區(qū)域，突變導致不依賴于KIT的細 胞增長，RRAF突變腫瘤失去對KIT抑制劑治療的敏感性。

（3）NF1基因突變型GIST

NF1是由NF1基因突變所致的常染色體顯性遺傳性疾病。約1/4 NF1患者可伴發(fā)胃腸道腫瘤，并發(fā)現(xiàn)GIST是目前最常見的與NF1相關的胃腸道腫瘤，且NF1患者發(fā)生GIST的危險性較高。在免疫組化方面90%以上腫瘤CD34呈強陽性表達，并伴有CD117及S-100蛋白陽性表達，但至今未有研究證明為C-kit基因突變所致。Andersson等研究發(fā)現(xiàn)腸壁內存在ICC增生，并發(fā)現(xiàn)CD117和CD34表達呈陽性。Yang F[17]等研究提示伴發(fā)NF1的GIST即使在無C-kit基因突變存在的情況下也可表達出CD117，可能與ICC的增生進而導致其陽性表達有關。

總之，NF1基因突變與GIST之間存在著密切關系：NF1患者發(fā)生GIST的危險性明顯增加，且GIST為目前最常見的與NF1相關的胃腸道腫瘤。

4 與GIST相關的其他基因

胃腸道間質瘤的發(fā)生發(fā)展是由多基因協(xié)同作用的結果，現(xiàn)研究已證實Ki-67、c-myc、p16、p53、bel-2、p15等基因在胃間質瘤中起著重要作用。

5 分子靶向治療與基因突變

分子靶向藥物伊馬替尼的問世為GIST的治療有了突破性的進展，提高了GIST患者的生存率。絕大多數(shù)胃間質瘤患者具有致癌的C-kit基因激活突變[22]，新輔助化療藥物（伊馬替尼、舒尼替尼、尼羅替尼）即通過抑C-kit基因細胞內結構域腺苷三磷酸結合位點，從而抑制細胞內信號轉導而發(fā)揮作用。伊馬替尼類新輔助化療藥物現(xiàn)被認為是胃間質瘤的一線治療藥物。但是部分GIST在治療中出現(xiàn)了耐藥現(xiàn)象，不容忽視。對不可切除者或轉移性C-kit 陽性胃間質瘤患者（不建議手術）單藥治療總應答率為70%（包括完全應答與部分應答）、中位生存期為4年。研究表明[18-19]隨著GIST中c-Ki t/PDGFRA基因突變位點的不同，伊馬替尼分子靶向治療的療效也相應的不同，其中C-kit 11號外顯子突變對伊馬替尼治療最為敏感，療效最好，而C-kit9號外顯子突變對伊馬替尼療效較差，但是提高用藥劑量可顯著提高療效。研究發(fā)現(xiàn)PDGFRA基因D842V突變位點對伊馬替尼最為不敏感，被認為是導致GIST患者伊馬替尼原發(fā)耐藥的原因。此外，野生型GIST 對伊馬替尼的敏感性相對也較低。因此，檢測C-kit基因突變有助于指導GIST患者合理用藥情況，而PDGFRA基因突變檢測有助于伊馬替尼療效的判斷?；谀壳把芯空J為GIST患者應用伊馬替尼治療后所出現(xiàn)的二次基因突變?yōu)槠洚a(chǎn)生耐藥的主要機制，據(jù)統(tǒng)計顯示超過4/5 GIST患者耐藥發(fā)生了C-kit二次基因突變。除此之外，近年研究認為其他基因突變（如BRAF）參與GIST繼發(fā)耐藥的轉變。然而其基因分子發(fā)病機制尚不明確，因此分子靶向治療具有良好的發(fā)展前景，明確基因突變類型及突變位點有助于GIST患者的療效及預后判斷。

6 展 望

目前對部分胃間質瘤診斷困難的病例，需要行基因測序分析提高GIST的正確診斷率，而且，對于復發(fā)或轉移性GIST患者，應用基因檢測技術明確基因突變類型，有助于指導臨床用藥。此外，在對胃間質瘤基因測序等研究過程中還可發(fā)現(xiàn)術后靶向藥物的新治療靶點，以促進新藥的研發(fā)，提高胃間質瘤的診療及預后。因此，基因序列分析對胃間質瘤的診斷治療及預后都有很重要的作用。然而，目前對GIST的分子生物方面缺乏系統(tǒng)、全面的研究，多集中于單個基因測序作用的研究。從而對GIST的診斷治療具有局限性，但我們相信隨著分子生物學的研究進展，不久的將來將會研發(fā)出用于GIST診治的全套基因組，為全社會GIST患者帶來福音。

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