分子標(biāo)志物在分化型甲狀腺癌診斷中的研究進(jìn)展

劉穎 姚定國*

作者單位:310053 浙江中醫(yī)藥大學(xué)(劉穎)

310006 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第一醫(yī)院(姚定國)

近年來甲狀腺癌是常見的惡性腫瘤之一.分化型甲狀腺癌(DTC)占所有甲狀腺癌的90%,包括乳頭狀癌(PTC)和濾泡狀癌(FTC).目前甲狀腺癌治療十分有限,主要包括手術(shù)、放射性碘治療和促甲狀腺激素(TSH)抑制治療.雖然甲狀腺癌一般預(yù)后較好,但是約有10%~15%的甲狀腺癌患者復(fù)發(fā),約5%的患者會(huì)出現(xiàn)對(duì)放射治療耐受[1].因此,早期確定甲狀腺結(jié)節(jié)的性質(zhì)變得尤為重要.細(xì)針抽吸細(xì)胞學(xué)(FNAC)是目前用于甲狀腺結(jié)節(jié)鑒別診斷的最佳方法,然而,FNAC的局限性與取樣不充分和難以識(shí)別濾泡性病變有關(guān).通過病理學(xué)檢查,仍有約30%甲狀腺結(jié)節(jié)的性質(zhì)無法得到確診.隨著在基因水平上對(duì)甲狀腺癌的深入研究,目前已發(fā)現(xiàn)多種基因與甲狀腺癌的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后相關(guān),為其早期診斷、治療及預(yù)后評(píng)估提供了方向.本文就甲狀腺癌常見相關(guān)基因(BRAF,RAS,RET / PTC,PAX8 /PPARγ,TERT,microRNA、IncRNA)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述.

1 BRAF基因

V-raf鼠類肉瘤濾過性病毒致癌基因同源體B1(BRAF)是一種絲氨酸 - 蘇氨酸蛋白激酶(MEK),在RAS/RAF/MEK/ERK信號(hào)通路中起關(guān)鍵作用,BRAF的磷酸化能激活ERK,從而激活其效應(yīng)蛋白,進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng).目前已發(fā)現(xiàn)BRAF基因與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān),有研究表明BRAF基因與甲狀腺癌的發(fā)生、進(jìn)展及復(fù)發(fā)存在密切關(guān)系[3].BRAF V600是甲狀腺癌中最常見的突變基因之一,其突變指BRAF基因中第1799位點(diǎn)上的T堿基突變?yōu)锳堿基,從而導(dǎo)致第600位密碼子出的纈氨酸置換為谷氨酸,進(jìn)而激活BRAF促進(jìn)甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展.Jinih等[3]通過對(duì)3150例未定性的甲狀腺結(jié)節(jié)患者病理學(xué)分析發(fā)現(xiàn)670例BRAF V600點(diǎn)突變的患者中662例診斷為甲狀腺乳頭狀癌,而在甲狀腺濾泡癌中未發(fā)現(xiàn)BRAF點(diǎn)突變,表明BRAF V600可為甲狀腺乳頭狀癌的早期診斷提供依據(jù).Rodrigues等[4]的一項(xiàng)Meta分析研究發(fā)現(xiàn),通過對(duì)BRAF基因的檢測(cè)可提高對(duì)可疑甲狀腺結(jié)節(jié)細(xì)胞針吸活檢的準(zhǔn)確性.國內(nèi)有學(xué)者通過對(duì)126例甲狀腺癌伴中央?yún)^(qū)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者研究發(fā)現(xiàn)87例患者中存在BRAF點(diǎn)突變,表明BRAF點(diǎn)突變是甲狀腺癌中央?yún)^(qū)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[5].因此對(duì)BRAF基因的診斷可為甲狀腺結(jié)節(jié)早期診斷及手術(shù)的淋巴清掃范圍提供依據(jù).

2 RAS基因

RAS突變是DTC中第二常見的突變基因.RAS突變?cè)鰪?qiáng)細(xì)胞膜表面的G蛋白對(duì)三磷酸鳥苷的親和力,不可逆的保持持續(xù)激活狀態(tài),從而激活MAPK和PI3K/AKT通路,促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和侵襲.H-ras、 K-ras和N-ras與人類腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),其中N-ras基因第61位密碼子突變是甲狀腺癌中最常見的突變.有學(xué)者研究表明,RAS突變對(duì)濾泡型甲狀腺癌的特異度可達(dá)74%~88%[6].RAS在甲狀腺濾泡狀癌中突變率遠(yuǎn)高于甲狀腺乳頭狀癌中.Medici等[7]通過對(duì)362例甲狀腺結(jié)節(jié)患者RAS基因的檢測(cè)及術(shù)后病理結(jié)果研究顯示,所有RAS陽性的甲狀腺癌患者均為濾泡型甲狀腺癌,且無淋巴及遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,表明RAS陽性的甲狀腺癌惡性程度較低.相反,Garcia等[8]學(xué)者研究表明,RAS基因突變與低分化甲狀腺癌發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移相關(guān),且N-ras突變與濾泡型甲狀腺癌發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移相關(guān).因此RAS突變與甲狀腺癌預(yù)后的關(guān)系還有待進(jìn)一步的研究.

3 RET/PTC基因

RET基因是最早發(fā)現(xiàn)的癌基因,其位于人第10號(hào)染色體中,參與細(xì)胞膜酪氨酸激酶蛋白的編碼,參與細(xì)胞增殖的調(diào)節(jié).RET在濾泡旁C細(xì)胞中高度表達(dá),RET基因重排與甲狀腺乳頭狀癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān).RET/PTC1和RET/PTC3是最常見的基因重排,其可導(dǎo)致甲狀腺濾泡細(xì)胞酪氨酸激酶受體激活,引起MAPK通路的激活從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖分化,并抑制其凋亡.Ming等[9]研究發(fā)現(xiàn)在甲狀腺乳頭狀癌患者中約有33%發(fā)生RET/PTC基因重排,且>45歲患者RET基因重排率高于<45歲患者,其中在有放射暴露病史的人群中,RET重排率>65%.Musholt等[10]前瞻性研究納入16例RET/PTC重排甲狀腺結(jié)節(jié)且術(shù)前細(xì)胞學(xué)檢查未能確診的患者,術(shù)后病理均證實(shí)為甲狀腺乳頭狀癌.而Moses等[11]研究中6例FNA診斷為RET/PTC基因重排的甲狀腺結(jié)節(jié)患者中,術(shù)后病理5例被證實(shí)為甲狀腺惡性腫瘤,而一例為良性結(jié)節(jié).此外RET/PTC基因重排存在地域和人群分布差異.國內(nèi)有學(xué)者通過納入63例甲狀腺乳頭狀癌患者,僅有1例患者發(fā)生RET/PTC基因重排[12].目前RET/PCT基因重排在甲狀腺乳頭狀癌中的檢出率差異較大,其可能與檢測(cè)技術(shù)、人群、地域分布及病理數(shù)有關(guān).單獨(dú)使用RET/PTC基因重排來診斷甲狀腺癌的尚存在爭(zhēng)議,但是RET或許可作為治療甲狀腺乳頭狀癌良好的靶點(diǎn).

4 PAX8/PPARγ基因

甲狀腺特異性轉(zhuǎn)錄因子過氧化物酶體增殖物激活體γ(PAX8/PPARγ)重排是由第2、3條染色體(2;3)(q13;p25)易位引起,導(dǎo)致PAX8基因與過氧化物酶體增殖物激活受體-γ(PPARγ)基因融合,具有調(diào)節(jié)細(xì)胞因子分泌及上皮細(xì)胞生長(zhǎng)的作用.PAX8 /PPARγ重排主要見于甲狀腺濾泡狀癌中,在甲狀腺乳頭狀癌中少見.French等[13]研究發(fā)現(xiàn)PAX8/PPARγ基因重排見于30%~35%甲狀腺濾泡狀癌中.而Tavares等[14]發(fā)現(xiàn)PAX8/PPARγ融合基因同樣存在于甲狀腺良性結(jié)節(jié)中,約有14%濾泡狀腺瘤患者中存在PAX8/PPARγ基因重排.目前PAX8/PPARγ基因重排檢測(cè)結(jié)果存在地域、人群差異,日本的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)與其他國家不同,日本甲狀腺濾泡狀癌患者很少發(fā)生PAX8/PPARγ基因重排[15].此外研究表明PAX8/PPARγ基因重排在年輕甲狀腺癌患者中發(fā)生率高,且伴隨血管浸潤率也隨之增加[16].盡管單獨(dú)的PAX8/PPARγ基因重排檢測(cè)不能確診甲狀腺癌,但是穿刺細(xì)胞學(xué)檢查聯(lián)合PAX8/PPARγ基因檢測(cè)不僅有利于甲狀腺濾泡狀癌的早期診斷,而且對(duì)于腫瘤惡性程度、治療手段及預(yù)后具有積極的指導(dǎo)意義.

5 TERT基因

端粒酶是位于染色體末端,由幾個(gè)相同堿基TTAGGG組成的,具有維護(hù)染色體的完整性和穩(wěn)定性的核蛋白復(fù)合體.而端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(TERT)基因可改變端粒酶的活性,從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng).TERT基因突變廣泛存在于黑色素瘤、膀胱癌、甲狀腺癌中.研究表明,TERT基因突變?cè)陂g變性甲狀腺癌中最為常見,而在正常甲狀腺組織中尚未發(fā)現(xiàn)存在該基因突變[17].TERT基因突變與甲狀腺癌的惡性程度及預(yù)后有著密切的關(guān)系,常提示預(yù)后不良.Landa等[18]研究發(fā)現(xiàn)TERT基因突變極少見于甲狀腺乳頭狀癌中,但是在晚期甲狀腺癌中檢測(cè)率高.Liu等[19]通過對(duì)129例甲狀腺乳頭狀癌樣本的回顧性分析發(fā)現(xiàn),TERT基因突變與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān),且具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.國內(nèi)有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)同時(shí)存在RAS突變、BRAF突變及TERT突變時(shí),甲狀腺癌常具有高度的侵襲性,提示預(yù)后不良[17].因此TERT基因突變對(duì)甲狀腺癌的診斷具有重要的意義,對(duì)TERT基因突變的致癌機(jī)制的深入研究將為甲狀腺癌的治療提供方向.

6 microRNA

微小RNA(miRNA / miR)是長(zhǎng)度為18~25個(gè)核苷酸的內(nèi)源非編碼RNA分子.有證據(jù)表明,miRNA參與中樞系統(tǒng)的發(fā)育、器官發(fā)生、組織分化、細(xì)胞周期和代謝等過程,而且miRNA表達(dá)的改變可導(dǎo)致人類惡性腫瘤的發(fā)生,如肺癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌、結(jié)腸癌等.近年來研究發(fā)現(xiàn)microRNA(miRNA)與PTC的發(fā)展、轉(zhuǎn)移和侵襲性有關(guān)[20].Zhang等[21]對(duì)106例PTC患者,35例良性甲狀腺結(jié)節(jié)(BTN)患者和40例對(duì)照患者對(duì)3種循環(huán)miRNA(miR-222,miR-221和miR-146b)的表達(dá)水平進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組和BTN患者相比,PTC患者血清miR-222,miR-221和miR-146b的表達(dá)水平顯著增加,而且與甲狀腺癌的預(yù)后及復(fù)發(fā)也有顯著關(guān)系.然而,Gao等[22]通過對(duì)80例甲狀腺癌組織和80例癌旁組織中miR-791的表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn),miR-791在甲狀腺癌組織中的表達(dá)顯著低于正常甲狀腺,但與甲狀腺癌的預(yù)后呈正相關(guān).Peng等[23]發(fā)現(xiàn)miR-146b-5p、miR-199b-5p、miR-30a-3p在PCT與良性甲狀腺結(jié)節(jié)中存在差異.miRNA作為新興的生物學(xué)技術(shù),為甲狀腺癌的診斷提供了新的診斷思路.但目前miRNA提取技術(shù)尚不穩(wěn)定,作為診斷PTC特異性生物標(biāo)記物需要進(jìn)一步建立穩(wěn)定高效的miRNA提取技術(shù).

7 IncRNA

長(zhǎng)鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度>200 nt的RNA,LncRNA缺乏編碼蛋白的開放閱讀框,不能編碼蛋白質(zhì),根據(jù)其在基因組中與相鄰蛋白編碼基因的位置關(guān)系,可分為5類:順式(sense)lncRNA,反義(antisense)lncRNA,雙向(bidirectional)lncRNA,基因內(nèi)(intronic)lncRNA,基因間(intergenic)lncRNA,能在表觀遺傳學(xué)、轉(zhuǎn)錄水平和轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá).近年來通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)分析發(fā)現(xiàn),多種lncRNA在腫瘤組織中,如:胃癌、肝癌、腎癌、甲狀腺癌等呈現(xiàn)差異性表達(dá).Xu等[24]研究發(fā)現(xiàn)LncRNA HOXD-AS1在乳頭狀甲狀腺癌組織中過表達(dá),HOXD-AS1的高表達(dá)與年齡,晚期臨床分期,腫瘤大小和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移有關(guān).Muhanhali等[25]測(cè)定30例PTC組織及其鄰近正常甲狀腺組織中l(wèi)ncRNA TNRC6C-AS1表達(dá)水平發(fā)現(xiàn),lncRNA TNRC6C-AS1的表達(dá)在PTC組織中明顯增高,lncRNA TNRC6C-AS1通過抑制TNRC6C的表達(dá)促進(jìn)PTC的進(jìn)展.他提出針對(duì)TNRC6C-AS1-TNRC6C軸可能是一種新的PTC治療方法.除此之外,還可通過檢測(cè)IncRNA MEG3、lncRNA PVT1、lncRNA MALAT1等RNA幫助診斷.因此,以上結(jié)果證實(shí),通過對(duì)不同IncRNA的檢測(cè),明顯提高了分化型甲狀腺癌的診斷率.

8 其它

近年來,隨著對(duì)甲狀腺疾病基因?qū)用娴纳钊胙芯?p53基因、P16基因、cyclinD基因、PTEN基因、DUSP26基因、IG20基因等被證明與甲狀腺腫瘤的發(fā)生、增殖、侵襲及預(yù)后有關(guān).Kalhori等研究發(fā)現(xiàn)基質(zhì)金屬蛋白2(MMP2)等MMPs蛋白表達(dá)升高可以增強(qiáng)甲狀腺乳頭狀癌的侵襲性,提示預(yù)后不良[26];Prasad等[27]通過基因芯片技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)通過對(duì)SFN、HMGA2和MRC基因表達(dá)檢測(cè)能為鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的惡性程度提供重要依據(jù).對(duì)甲狀腺癌基因表達(dá)差異的深入研究,鑒定甲狀腺癌發(fā)生發(fā)展過程中相關(guān)的基因,將為甲狀腺癌的早期診斷、靶向治療及預(yù)后判斷提供重要的價(jià)值.目前針對(duì)ATRN/ALK基因融合的靶向治療藥物克唑替尼在未分化型甲狀腺癌半肺轉(zhuǎn)移患者治療上已取得了新的進(jìn)展.

9 展望

目前,基因檢測(cè)是為了補(bǔ)充而不是取代臨床判斷、超聲評(píng)估和病理學(xué)檢查.甲狀腺癌的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確,隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,許多甲狀腺癌中某些特異性表達(dá)的基因被證實(shí)對(duì)診斷病理類型、鑒別良惡性、提供淋巴清掃范圍及預(yù)后判斷具有重要意義.但是許多基因雖然證明和甲狀腺腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān),但是由于特異性低、敏感度弱從而缺乏臨床應(yīng)用價(jià)值.靈敏度高、特異性強(qiáng)的分子的發(fā)現(xiàn)將為甲狀腺腫瘤提供更加有效的檢測(cè)手段,為靶向治療、預(yù)后判斷提供新的方向,具有重要的發(fā)展前景.