胃間質(zhì)瘤分子生物學(xué)研究進(jìn)展

宋靜+黃留業(yè)+張波

【摘要】胃腸道間質(zhì)瘤（GIST）是最常見(jiàn)的消化道間葉源性腫瘤，它具有非定向分化及潛在惡性傾向，臨床表現(xiàn)可以從良性到惡性，術(shù)前并不推薦常規(guī)活檢送檢，最終確診需依賴術(shù)后病理學(xué)檢查及免疫組化染色。然而，對(duì)于部分診斷困難的病例，需進(jìn)行基因檢測(cè)分析?；驒z測(cè)不僅對(duì)GIST的確診非常重要，而且有助于治療及預(yù)后判斷、新治療靶點(diǎn)的研發(fā)。

【關(guān)鍵詞】胃腸道間質(zhì)瘤（GIST）；基因檢測(cè)

【中圖分類號(hào)】R735.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】ISSN.2095-6681.2017.33..03

【Abstract】Gastrointestinal stromal tumor （GIST） is the most common gastrointestinal mesenchymal tumors，it has a non-directional differentiation and malignant tendency，clinical manifestations from benign to malignant，preoperative biopsy did not recommend routine inspection，the final diagnosis depends on pathological examination and immunohistochemical staining.However，for some of the diagnostic difficulties，genetic testing should be performed.Gene testing is important not only for the diagnosis of GIST， but also for the treatment and prognosis，and for the development of new therapeutic targets.

【Key words】Gastrointestinal stromal tumor （GIST）；Gene detection

胃腸道間質(zhì)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(duì)常規(guī)放療、化療均高度耐受，預(yù)后較差，5年生存率低于35%[2-3]，且易復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移。因此，早期發(fā)現(xiàn)和及時(shí)治療對(duì)預(yù)后尤為重要。最終確診需依靠術(shù)后病理學(xué)檢查及免疫組化染色。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的研究進(jìn)展，基因檢測(cè)不僅對(duì)GIST確診非常重要，而且有助于疾病預(yù)后的判斷，并為新的治療靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)提供理論基礎(chǔ)。同時(shí)，分子靶點(diǎn)的治療及耐藥機(jī)制與基因突變密切相關(guān)。因此，文章主要是對(duì)胃腸道間質(zhì)瘤的分子生物學(xué)研究進(jìn)展作一綜述。

根據(jù)目前基因檢測(cè)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(qiáng)性突變是絕大多數(shù)GIST發(fā)生的兩個(gè)主要發(fā)病機(jī)制[4]，并同時(shí)通過(guò)基因芯片技術(shù)尋找與GIST發(fā)生發(fā)展相關(guān)的多種基因，促進(jìn)了人們對(duì)GIST分子機(jī)制更深層次的理解及治療新靶點(diǎn)的研發(fā)。

1 C-kit基因突變與GIST的關(guān)系及意義

1.1 C-kit基因的發(fā)生機(jī)制

1998年日本學(xué)者Hirota等認(rèn)為其在GIST發(fā)生機(jī)制中具有重要作用。C-kit原癌基因位于人4號(hào)染色體長(zhǎng)臂1區(qū)2帶（4q12），且具有21個(gè)外顯子，研究表明其編碼的KIT蛋白在GIST中陽(yáng)性表達(dá)率高達(dá)95%，CD117蛋白檢測(cè)是目前GIST診斷的特異性標(biāo)記物[5]。此外，大約有5%組織形態(tài)學(xué)可疑的胃間質(zhì)瘤免疫組織化學(xué)檢測(cè)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(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展，因此對(duì)于CD117表達(dá)呈陰性而難以做出正確診斷的GST，仍需進(jìn)行基因檢測(cè)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(guān)意義

研究發(fā)現(xiàn)GIST中C-kit基因存在多個(gè)位點(diǎn)發(fā)生突變以及發(fā)生多種突變，近年來(lái)有關(guān)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(diǎn)突變、插入、重復(fù)以及復(fù)合突變等，其中缺失是C-kit基因突變中最常見(jiàn)的形式，且最常見(jiàn)于11號(hào)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(hào)外顯子，提示各外顯子之間（尤其是11號(hào)外顯子的參與）可能對(duì)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(shì)。Joensuu H等[7]研究報(bào)道具有KIT基因外顯子11重復(fù)或缺失突變可能促進(jìn)間質(zhì)瘤的復(fù)發(fā)。另外，C-kit 13、17號(hào)外顯子基因突變率較低（常<2.5%）。如Comandone[8]等研究報(bào)道GIST基因突變中以C-kit突變最為常見(jiàn)，其中約66-71%外顯子11發(fā)生突變。此外，還有學(xué)者[9]從62例GIST中檢測(cè)到27例第21號(hào)外顯子發(fā)生突變，突變率高達(dá)43.5%。

C-kit基因突變是GIST重要的發(fā)生機(jī)制之一，其在GIST診斷中具有著關(guān)鍵性作用。Antonescu與Corless等報(bào)道基本否定了ckit基因突變與腫瘤大小、良惡性及預(yù)后的關(guān)系。綜上，C-kit基因突變位點(diǎn)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(guān)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(zhǎng)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(jī)制。PDGFRA癌基因位于人類染色體4q12-13，由23個(gè)外顯子組成。對(duì)于大多數(shù)GIST，PDGFRA蛋白表達(dá)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(zhì)細(xì)胞前體的惡性轉(zhuǎn)化，另一方面還可以通過(guò)激活心T蛋白發(fā)生連鎖反應(yīng)進(jìn)而導(dǎo)致GIST的發(fā)生和發(fā)展，目前endprint

尚無(wú)大量相關(guān)研究的報(bào)道，其之間的相互關(guān)系尚未明確。

近年來(lái)，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(jī)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(gè)位點(diǎn)發(fā)生多種突變，以外顯子18 突變最為常見(jiàn)（約占整個(gè)PDGFRA基因突變的90%），其次為外顯子12、14。Medeiros等[10]報(bào)道PDGFRa基因外顯子18突變類型以D842V的點(diǎn)突變最多見(jiàn)，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(lái)源于胃，約1.6%（2/128）來(lái)源于小腸，且病理多顯示為上皮樣細(xì)胞型。而且與C-kit基因突變相比，PDGFRA基因突變的侵襲性相對(duì)較弱，提示預(yù)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(jiàn)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(guān)等。

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

Gillet等首次報(bào)道了在GIST中存在SDH缺陷。該型GIST腫瘤較少見(jiàn)，約占GIST的5.0%～ 7.5%，且具有一定的臨床病理特征：女性多見(jiàn)（男女之比：1：2），大多發(fā)生于胃，并以胃竇部多見(jiàn)，病理組織學(xué)上常呈多結(jié)節(jié)性生長(zhǎng)，腫瘤細(xì)胞以上皮樣形態(tài)為主或與梭形細(xì)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(shí)，該型GIST常呈現(xiàn)出惰性的臨床進(jìn)展過(guò)程，且發(fā)生轉(zhuǎn)移的間歇期往往較長(zhǎng)，臨床上并不依據(jù)腫瘤部位、大小、核分裂象數(shù)評(píng)估SDH缺陷型GIST危險(xiǎn)性及進(jìn)行分級(jí)。

有研究表示SDH復(fù)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(fù)合物。SDH復(fù)合物可在正常組織中持續(xù)性表達(dá)，參與電子鏈傳遞（復(fù)合物II）并通過(guò)催化琥珀酸至延胡索酸的氧化脫氫反應(yīng)參與三羧酸循環(huán)。而腫瘤細(xì)胞中可表現(xiàn)出SDHx表達(dá)缺失。隨后，Oudijk[12]等研究報(bào)道SDHA突變?cè)贕IST人群中發(fā)病比例存在明顯差異，多見(jiàn)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(xué)上以上皮樣細(xì)胞或混合細(xì)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(dòng)子異常DNA甲基化，且發(fā)現(xiàn)無(wú)SDHx突變。Killian JK等報(bào)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(bào)告SDHC啟動(dòng)子異常甲基化，且無(wú)KIT（外顯子9、11、13、17）及PDGFRA（12、14、18）突變。此外，約95%SDH表達(dá)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(xì)胞形態(tài)以梭形細(xì)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(cè)應(yīng)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(zhì)瘤第15號(hào)外顯子發(fā)生了BRAF基因突變，尤其以V600E替換突變最為常見(jiàn)。最新研究表明BRAF突變也參與了KIT/PDGFRA突變型GIST運(yùn)用甲磺酸伊馬替尼治療而致耐藥轉(zhuǎn)變的機(jī)制。BRAF位于KIT下游，而V600E位于BRAF激酶區(qū)域，突變導(dǎo)致不依賴于KIT的細(xì) 胞增長(zhǎng)，RRAF突變腫瘤失去對(duì)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(jiàn)的與NF1相關(guān)的胃腸道腫瘤，且NF1患者發(fā)生GIST的危險(xiǎn)性較高。在免疫組化方面90%以上腫瘤CD34呈強(qiáng)陽(yáng)性表達(dá)，并伴有CD117及S-100蛋白陽(yáng)性表達(dá)，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(nèi)存在ICC增生，并發(fā)現(xiàn)CD117和CD34表達(dá)呈陽(yáng)性。Yang F[17]等研究提示伴發(fā)NF1的GIST即使在無(wú)C-kit基因突變存在的情況下也可

表達(dá)出CD117，可能與ICC的增生進(jìn)而導(dǎo)致其陽(yáng)性表達(dá)有關(guān)。

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

4 與GIST相關(guān)的其他基因

胃腸道間質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展是由多基因協(xié)同作用的結(jié)果，現(xiàn)研究已證實(shí)Ki-67、c-myc、p16、p53、bel-2、p15等基因在胃間質(zhì)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(wèn)世為GIST的治療有了突破性的進(jìn)展，提高了GIST患者的生存率。絕大多數(shù)胃間質(zhì)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(guò)抑C-kit基因細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域腺苷三磷酸結(jié)合位點(diǎn)，從而抑制細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)而發(fā)揮作用。伊馬替尼類新輔助化療藥物現(xiàn)被認(rèn)為是胃間質(zhì)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(duì)不可切除者或轉(zhuǎn)移性C-kit 陽(yáng)性胃間質(zhì)瘤患者（不建議手術(shù)）單藥治療總應(yīng)答率為70%（包括完全應(yīng)答與部分應(yīng)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(diǎn)的不同，伊馬替尼分子靶向治療的療效也相應(yīng)的不同，其中C-kit 11號(hào)外顯子突變對(duì)伊馬替尼治療最為敏感，療效最好，而C-kit9號(hào)外顯子突變對(duì)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(diǎn)對(duì)伊馬替尼最為不敏感，被認(rèn)為是導(dǎo)致GIST患者伊馬替尼原發(fā)耐藥的原因。此外，野生型GIST 對(duì)伊馬替尼的敏感性相對(duì)也較低。因此，檢測(cè)C-kit基因突變有助于指導(dǎo)GIST患者合理用藥情況，而PDGFRA基因突變檢測(cè)有助于伊馬替尼療效的判斷?；谀壳把芯空J(rèn)為GIST患者應(yīng)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(jī)制，據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示超過(guò)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(rèn)為其他基因突變（如BRAF）參與GIST繼發(fā)耐藥的轉(zhuǎn)變。然而其基因分子發(fā)病機(jī)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(diǎn)有助于GIST患者的療效及預(yù)后判斷。endprint

6 展 望

目前對(duì)部分胃間質(zhì)瘤診斷困難的病例，需要行基因測(cè)序分析提高GIST的正確診斷率，而且，對(duì)于復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移性GIST患者，應(yīng)用基因檢測(cè)技術(shù)明確基因突變類型，有助于指導(dǎo)臨床用藥。此外，在對(duì)胃間質(zhì)瘤基因測(cè)序等研究過(guò)程中還可發(fā)現(xiàn)術(shù)后靶向藥物的新治療靶點(diǎn)，以促進(jìn)新藥的研發(fā)，提高胃間質(zhì)瘤的診療及預(yù)后。因此，基因序列分析對(duì)胃間質(zhì)瘤的診斷治療及預(yù)后都有很重要的作用。然而，目前對(duì)GIST的分子生物方面缺乏系統(tǒng)、全面的研究，多集中于單個(gè)基因測(cè)序作用的研究。從而對(duì)GIST的診斷治療具有局限性，但我們相信隨著分子生物學(xué)的研究進(jìn)展，不久的將來(lái)將會(huì)研發(fā)出用于GIST診治的全套基因組，為全社會(huì)GIST患者帶來(lái)福音。

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本文編輯：李 豆endprint