甲狀腺癌的相關基因BRAF、RET、RAS研究新進展

王欣怡 綜述，白俊文 審校

(內蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院甲狀腺、乳腺外科，呼和浩特 010059)

甲狀腺癌是內分泌腫瘤中最常見的一類病癥，其發(fā)病率呈逐年上升趨勢，已成為醫(yī)學專家研究的熱點之一。據(jù)國家癌癥中心發(fā)布的最新統(tǒng)計，2017年2月我國大、中、小城市甲狀腺癌發(fā)病率分別為28.9%、12.9%、7.8%，其已經嚴重威脅著人類的健康與生存。雖然甲狀腺癌的發(fā)病機制及影響因素仍未明確，但隨著研究人員多年的流行病學調查和臨床試驗研究已經發(fā)現(xiàn)許多基因與甲狀腺癌的發(fā)生存在密切關系[1]。最近已有報道證實高分化的甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid cancer，PTC)有高達97%發(fā)生基因突變[2]。這些突變在術前細針穿刺活檢(fine needle aspiration biopsy，F(xiàn)NAB)細胞學標本和手術后組織病理學檢測中得到越來越多的認定。許多學者認為，微觀和分子分析的協(xié)同使用注定要改變這種疾病的臨床治療[3]。而BRAF、RET、RAS相關基因控制著甲狀腺癌的發(fā)生、發(fā)展，本文基于國內外參考文獻，對甲狀腺癌相關基因BRAF、RET、RAS研究新進展進行綜述。

1 BRAF基因對甲狀腺癌的影響

1.1 BRAF基因突變的類型 BRAF是絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶，屬于高度致癌RAS/RAF/MEK/ERK信號通路，通路中RAS的直接效應是通過二聚化誘導其活化，同時BRAF磷酸化并激活MEK，其又磷酸化并激活ERK，BRAF的已知效應是激活ERK后誘發(fā)下游轉錄因子的磷酸化，調控基因表達，使細胞骨架重構及調節(jié)細胞代謝，最終導致細胞轉化和癌變[4]。最近，也發(fā)現(xiàn)了非編碼效應物，如小分子RNA和長的非編碼RNA[5]。在BRAF基因突變類型中T1799A點突變所占比例較高，T1799A點突變主要是位于第15外顯子之上的第1799位核苷酸發(fā)生T-A的轉換，造成蛋白質產物中第600位的纈氨酸(V)被谷氨酸(E)替代(命名為V600E)，且這種突變多數(shù)發(fā)生于PTC中，同時T1799A突變也成為甲狀腺癌分子生物學專家研究最多的一種突變類型，BRAFK601E，AKAP9-BRAF，BRAFV600E+K601del和BRAFV 599ins等突變類型為少見的BRAF基因突變類型[6]。

1.2 BRAF基因的突變率 BRAF基因在人類癌癥發(fā)生中起著主控作用，所有癌癥病例中攜帶BRAF基因突變所占比例約7%，其中PTC占30%～50%。最常見的突變是V600E(90%的病例)，V轉化為賴氨酸(V600K，5%～10%的病例)的核苷酸，或V轉化為其他氨基酸(V600A/D/G/L/M/Q/R，約5%的病例)。甲狀腺癌中BRAF基因的高突變率及特異性表明BRAF基因突變對甲狀腺癌發(fā)病初期階段尤為重要。根據(jù)文獻報道，在所有惡性腫瘤中BRAF V600E突變率為7%～9%，其中黑色素瘤中BRAF突變率近60%，居于首位[7-11]，在PTC中突變率也較高。由于檢測手段、測序方法和基因獲取等因素的差異，BRAF V600E突變率也存在差異，波動于31.3%～86.1%[12]。雖然在PTC患者中BRAF V600E基因突變率很高，平均可達到40%，但在甲狀腺微小乳頭狀癌(papillary thyroid microcarcinoma，PTMC)中，其突變率明顯降低[13]，甚至有大量文獻報道指出，在直徑小于5 mm的PTMC中，BRAF V600E突變率僅為18%[14-16]。在甲狀腺癌的BRAF V600E基因突變檢出率方面，以PTC最常見，為29%～83%，還有文獻報道可高達52%～87%[17]。BRAF V600E基因突變在散發(fā)型PTC中常見，而在甲狀腺癌的其他病理類型及甲狀腺良性結節(jié)瘤中罕見。XING等[18]總結了2003-2005年29項科研項目中確診的甲狀腺癌患者180例，甲狀腺良性結節(jié)542例，在PTC患者中BRAF V600E基因的突變率為44%，而在甲狀腺濾泡狀癌及良性結節(jié)中均無BRAF V600E基因突變。所以，存在BRAF基因變異的甲狀腺癌更具有侵襲性，頸淋巴結轉移的癥狀更易發(fā)生。

1.3 BRAF基因突變對甲狀腺癌的診斷、治療及預后的判斷應用價值 甲狀腺結節(jié)是1種常見的疾病，隨著醫(yī)療設備的提高及超聲檢查應用的普及，其檢出率達19%～67%[19]。絕大多數(shù)甲狀腺結節(jié)是良性病變，通常無需治療，僅甲狀腺結節(jié)是惡性時需要進一步診斷及治療。然而通常情況下甲狀腺惡性病變與良性病變很難鑒別，患者容易被漏診。因此，盡早鑒別甲狀腺結節(jié)是否已經發(fā)生癌變對臨床診斷具有極大的科學意義。目前，臨床上廣泛采用評價甲狀腺結節(jié)的細胞學檢查手段為甲狀腺FNAB，手術前使用FNAB檢測BRAF基因突變來評估是否發(fā)生惡性病變，同時FNAB也是檢驗甲狀腺腫瘤是否擴散和淋巴結是否轉移的一種高效新手段，該手段得到的病例與其臨床病理結果較差的PTC標本呈明顯的相關性趨勢[20]，基于該手段進行檢查，能夠大大提高鑒別良惡性結節(jié)的準確性，但FNAB本身具有局限性。具有BRAF基因突變侵襲特性的甲狀腺癌，表現(xiàn)出臨床分期更差，同時有進展為未分化或間變性癌的特性。因此，大多數(shù)專家學者將BRAF基因突變作為1個獨立的因素來評估甲狀腺癌的預后[21]。在良性甲狀腺病變中RAS突變、RET/PTC重排和PAX8用PPARγ融合均可以檢測出來，但由于BRAF基因的特異性，極有可能成為診斷甲狀腺癌的指標[22]。通過BRAF基因突變檢測可以大大增加FNAB檢測的準確性。更重要的是，普通的FNAB與BRAF基因突變研究相結合能夠加大甲狀腺癌的手術前風險評估及預后的預測準確性[23]。

2 RET基因對甲狀腺癌的影響

2.1 RET基因突變的類型 RET基因位于人體染色體10q11，含21個外顯子，RET基因外顯子8、10、11、13、14、15、16均可以發(fā)生突變，其中突變比例最高的為16號外顯子[24]。RET基因全長約為60 kb，編碼的產物為跨膜酪氨酸激酶受體，其配體為神經膠質細胞系源性的神經營養(yǎng)因子，包括PSP persephin、ART urtimin、N1N neuturin和GDNF 4種類型，該受體結構成分與胰島素受體、表皮生長因子等結構相似，并存在于濾泡旁細胞中。大量實驗研究顯示，超過85%的甲狀腺癌患者存在RET基因重新組合，其與PTC之間有著密切的聯(lián)系，可作為特異性基因。RET基因重組發(fā)生在甲狀腺腫瘤早期階段，其機制為：RET基因成分中的酪氨酸激酶域融合于多種異源基因的5′-末端，從而提高了絡氨酸激酶的活性，激活MAPK通路，MAPK信號通路的激活對癌細胞的分裂、凋亡過程至關重要。在15種RET/PTC重組中，最多見的是RET/PTCl與H4融合和RET/PTCl與Ⅱ肼融合形成的RET/PTC3，占全部突變的85%以上，其中又以RET/PTCl型相對常見[25]。經過大量研究探索，RET基因重新排列與電離輻射史、年齡及性別等顯著相關[26]。電離輻射史中年齡小于18歲與RET/PTC3關聯(lián)密切；在未接受電離輻射人群中，女性患者較男性患者更易表現(xiàn)出RET/PTCl陽性。

2.2 RET基因的突變率 大量文獻顯示，在PTC中RET重排突變的發(fā)生率差異性較大，早期報道的高發(fā)生率似乎僅存在于一些西方歐洲國家低于18歲的少年并伴有輻射史。在西方許多國家，成年人PTC中RET重組突變的發(fā)生率在5%～59%，尤其在白俄羅斯等曾有輻射暴露史的地區(qū)，其突變率高達70%～85%，而日本小于10%，沙特阿拉伯小于3%[27]。通過研究分析，27例無明確輻射暴露史中國成人PTC患者的癌組織中，有15例檢出RET突變體，陽性率大于50%，與中國臺灣地區(qū)(55%)幾乎一致[28]。由此可見，RET突變在我國PTC患者中是較為常見的因素之一。也有文獻顯示RET基因發(fā)生重排在PTC患者中頻率波動在5%～84%[29]。通過對76例PTC患者進行試驗研究，最終發(fā)生RET基因重排的概率為60.5%(46/76)，這個結果與其他國家的試驗結果相近，試驗中發(fā)現(xiàn)了病例有RET基因重排的多種形式共存的現(xiàn)象，且比例可達39.5%(30/76)，此前德國有試驗研究報道在PTC患者中，RET基因多種重排形式共存極為少見，而在中國人群中RET重排多種形式共存的情況相對多見?？勺C明在PTC中存在RET基因重排時，也許就是病灶克隆的現(xiàn)象，但其生物學意義及特征還需要進一步研究。

2.3 RET基因突變對甲狀腺癌的診斷、治療及預后的判斷應用價值 以往的研究發(fā)現(xiàn)中國人群的RET基因重排發(fā)生率很低，有學者在試驗中選擇63例中國PTC患者進行RET基因篩查，發(fā)現(xiàn)僅有1例患者出現(xiàn)RET基因重排。而現(xiàn)階段研究已證實上述數(shù)據(jù)不足以解釋RET基因重組發(fā)生率的差異，由于Southern印跡雜交法、反轉錄聚合酶鏈反應法等實驗方法不同，得出RET基因重組發(fā)生率也存在顯著差異。雖然目前尚無足夠證據(jù)證實術前應用FNAB測定技術檢測RET基因重排對改善手術方式是否有效，但抑制RET蛋白酶活性的相關藥物可用來治療PTC。在甲狀腺癌的多種病理類型中，RET基因的突變對甲狀腺髓樣癌(myeloid thyroid carcinoma,MTC)的患者影響較大，而濾泡狀甲狀腺癌(follicular thyroid carcinoma,FTC)及甲狀腺未分化癌(ATC)次之，且相對較少，因此對MTC患者應用家庭性甲狀腺髓樣癌(FMTC)技術對RET基因突變進行篩查及診斷具有特殊意義。通過DNA的擴增、整合及DNA單鏈多態(tài)性的研究已為甲狀腺髓樣癌患者的診斷提供了安全有效的DNA檢測方法，若能通過基因檢測技術檢測到RET基因突變，可對檢測陽性患者給予長期隨訪或進行甲狀腺腺葉預防性切除術。有研究已證實RET基因重排與多發(fā)性內分泌腺腫瘤綜合征(MEN)Ⅱ型(Ⅱa和Ⅱb)也存在密切聯(lián)系[30]。還有研究發(fā)現(xiàn)，存在RET基因突變的PTC患者發(fā)生轉移性及預后不良的可能性相對較大，然而另有研究證明PTC的臨床預后與 RET的表達并無聯(lián)系[31]。

3 RAS基因對甲狀腺癌的影響

3.1 RAS基因突變的類型 RAS 基因是一種原癌基因，僅次于BRAF基因的熱門研究對象，早期是從Harvey、Kirsten 兩株大鼠肉瘤病毒中克隆出來的轉化基因，被稱為 HRAS 和 KRAS，另一種相似的基因是在人神經母細胞瘤DNA感染NIH3T3細胞時發(fā)現(xiàn)的與RAS類似的基因，被稱為NRAS，它們分別定位在11、12和1號染色體上[32]。RAS 癌基因編碼G蛋白樣的信號傳導蛋白，其產物p21蛋白，相對分子質量為21 000。能夠結合并水解鳥苷三磷酸的p21蛋白位于細胞膜內側，作為中間介質將信號轉導通路中酪氨酸激酶與絲裂原活化蛋白激酶有效結合，能夠調節(jié)細胞增殖、分化和凋亡過程[33]。鳥苷三磷酸酶活性喪失的RAS基因能夠造成生長信號失去控制而持續(xù)釋放最終形成癌變[34]。

3.2 RAS基因的突變率 大量研究結果表明RAS基因的突變率在FTC中為57%，PTC中為21%，并以 NRASS61的突變占優(yōu)勢[35]。FUKAHORI等[36]研究發(fā)現(xiàn)30%甲狀腺腺瘤有RAS基因突變，57%的FTC患者有RAS基因突變，尤其是NRAS_Q61R；RIVERA[37]研究濾泡型甲狀腺乳頭狀癌發(fā)現(xiàn)36%的非浸潤性癌中存在RAS突變，浸潤性癌中僅10%突變。JANG等[38]也對RAS基因與FTC進行了研究，主要研究RAS與此類型遠處轉移風險及預后的關系，發(fā)現(xiàn)遠處轉移者RAS突變率為61%，其突變類型均是NRASS61突變。

3.3 RAS基因突變對甲狀腺癌的診斷、治療及預后判斷的應用價值 一些研究顯示甲狀腺癌的外侵行為、遠處臟器轉移和不良預后可能與RAS基因突變有關聯(lián)。XING等[39]研究發(fā)現(xiàn)RAS基因突變與腫瘤去分化生長，腫瘤瘤體過大，侵犯血管生長，遠處器官轉移，生存率下降相關，同時分析發(fā)現(xiàn)RAS基因突變與遠處轉移器官位置的關系，通過實驗得出發(fā)生單部位器官遠處轉移突變率比多器官遠處轉移的RAS突變率高，從而證明NRASS6可能成為預測遠處轉移風險的工具。RAS基因的突變不僅僅在PTC中發(fā)現(xiàn)，也可在甲狀腺其他腫瘤類型及其他組織腫瘤中發(fā)現(xiàn)。在FTC患者中，RAS突變發(fā)生率較低，其臨床價值還需要大量的實驗證明。FTC患者腫瘤的失分化及進展均與RAS突變有關，RAS突變和腫瘤轉移也存在密切聯(lián)系，特別是骨骼發(fā)生轉移，除了FTC和PTC外，RAS基因突變在一些良性濾泡腺瘤中也可見到，因此對FTC的診斷并無特異性，用于良惡性腫瘤的鑒別還存在很大困難。RAS突變可對濾泡腺瘤發(fā)展成腺癌具有一定監(jiān)測作用，以及對有失分化傾向的腫瘤起到監(jiān)督作用，如若腺瘤檢測到RAS陽性，則該腺瘤不適合繼續(xù)觀察，應給予手術切除以防惡變。以往的研究顯示，對于甲狀腺實性結節(jié)的術前FNAB技術對確定腫物病理類型具有很大意義，而RAS的檢測也為細胞學陰性或診斷不明確的患者提供了補充診斷[40]。

4 小 結

回顧大量國內外文獻可以得出結論，相關基因突變及多個基因聯(lián)合疊加作用是甲狀腺癌發(fā)生、發(fā)展的重要危險因素之一。通過甲狀腺癌的相關基因BRAF、RET、RAS檢測，能夠早期對甲狀腺結節(jié)良惡性進行判斷，特別是針對PTC，能夠有效地避免性質不確定的甲狀腺結節(jié)腺葉切除，減少了甲狀腺疾病患者的有創(chuàng)操作檢查，從而在一定程度提高了患者的生活質量。目前基因檢測技術發(fā)展迅速，通過對甲狀腺癌相關基因BRAF、RET、RAS的檢測，為甲狀腺癌的診斷、治療及預后判斷提供了決定性的向導，同時甲狀腺癌患者個體化治療也將邁進一大步。