特發(fā)性肺纖維化合并肺癌相關(guān)基因的研究進(jìn)展

何 星，郭 璐，3△，方思雨

(1.成都醫(yī)學(xué)院，四川 成都 610031；2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院，四川 成都 610072；3.電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院，四川 成都 611731)

特發(fā)性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)是一種慢性進(jìn)展性的肺纖維化疾病，病因不明，臨床上可出現(xiàn)進(jìn)行性加重的呼吸困難，影像學(xué)表現(xiàn)為普通型間質(zhì)性肺炎(usual interstitial pneumonia，UIP)。患者以男性較為多見，中位生存期2～5年[1]。部分患者在病程中可能出現(xiàn)肺癌(lung cancer，LC)，并且IPF患者較普通人群更容易發(fā)生LC[2]。目前IPF-LC相關(guān)的發(fā)病機(jī)制尚不明確，但已有研究表明IPF與LC之間存在著一些相似之處，如二者都是發(fā)生在肺部的異常增殖性疾病，存在類似的細(xì)胞遺傳學(xué)的改變，并且與LC發(fā)生有關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路(Wnt/β-catenin和PI3K/PTEN-AKT)在IPF發(fā)病過程中也存在著作用[3]。近年有研究通過將IPF-LC患者的病灶組織進(jìn)行測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)有關(guān)基因的異常表達(dá)[4～6]，然而尚缺乏檢出的異?；蚺cIPF-LC發(fā)病的相關(guān)研究。通過了解異?；蚺cIPF及LC的關(guān)聯(lián)，可能為IPF-LC發(fā)病機(jī)制的研究提供線索。

1 表面活性蛋白C基因(surfactant protein C，SFTPC)

SFTPC位于人類染色體8p21.3，參與具有疏水性的肺表面活性蛋白(pulmonary surfactant-associated protein C，SP-C)的產(chǎn)生。棕櫚酰化修飾后的SP-C具有吸附脂質(zhì)、降低肺表面張力的作用，并與肺表面活性蛋白B(SP-B)共同參與蛋白質(zhì)介導(dǎo)的磷脂單分子層的形成。

SFTPC(I73T，M71V，L188Q)能促進(jìn)潛伏性TGF-β1在上皮中分泌[7]，具有激活TGF-β信號(hào)通路潛能。其中SFTPC(I73T)可通過異常SP-C合成及積累，α-平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-SMA)表達(dá)、AT-II增生及膠原沉積，進(jìn)而引起自發(fā)性肺纖維化[8]，證明SFTPC與IPF的發(fā)生可能相關(guān)。此外，SFTPC(+)小鼠經(jīng)KRAS(G12D)誘導(dǎo)后，其肺泡中SFTPC(+)細(xì)胞出現(xiàn)增殖，并能驅(qū)動(dòng)肺泡腫瘤的發(fā)生[9]。而當(dāng)下調(diào)SFTPC的表達(dá)，還可能失去對(duì)癌細(xì)胞增殖的抑制作用，進(jìn)而促進(jìn)肺腺癌(LADC)進(jìn)展[10]。目前有研究在LC患者肺組織中發(fā)現(xiàn)SFTPC表達(dá)缺失(71%)[11]，而淋巴結(jié)(+)區(qū)域存在SFTPC表達(dá)水平升高[12]，并且外周血中也發(fā)現(xiàn)存在SP-CmRNA表達(dá)[13]，提示SFTPC可能參與IPF-LC的發(fā)生及轉(zhuǎn)移。

2 端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶基因(telomerase reverse transcriptase，TERT)

TERT位于人染色體5p15.33上，參與指導(dǎo)合成端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶，該酶是一種具有逆轉(zhuǎn)錄活性的蛋白質(zhì)，也是構(gòu)成端粒酶的成員之一。TERT被認(rèn)為與細(xì)胞的衰老及癌變關(guān)系密切。

TERT突變與IPF及LC的關(guān)系密切，其中TERT(rs2736100)與IPF顯著相關(guān)[14]，并且在中國IPF人群中存在多種TERT雜合突變(R622H，T644M，V777L，F(xiàn)1032I)，均表現(xiàn)出端粒的縮短[15]。另外TERT(rs10069690，rs2242652，rs2853677)以及TERT單倍型“TA”被證實(shí)可能會(huì)增加LC發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[16]。已有研究指出TERT轉(zhuǎn)錄的mRNA水平在IPF與非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)中存在顯著差異，認(rèn)為TERT突變?cè)趦煞N疾病中的作用機(jī)制可能不同[17]。其中TERT能通過刺激上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)并誘導(dǎo)癌細(xì)胞維持干細(xì)胞特性，從而促進(jìn)癌癥轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)[18]，這可能成為TERT在IPF-LC中發(fā)揮作用的重要依據(jù)。

3 腫瘤相關(guān)基因

3.1 腫瘤蛋白53基因(tumor protein p53，TP53)

TP53是一種熟知的抑癌基因，位于人類染色體17p13.1上，其編碼的蛋白質(zhì)具有抑制腫瘤發(fā)生作用。TP53還具有抑制受損傷的DNA復(fù)制、阻止細(xì)胞凋亡的能力。

TP53突變?cè)谟形鼰熓返腖C患者氣道上皮細(xì)胞中較為常見[19]，而長期吸煙也是IPF發(fā)生的危險(xiǎn)因素。研究發(fā)現(xiàn)IPF-LC患者血清中的TP53抗體水平升高[20]，并且在IPF患者纖維化組織周圍的鱗狀上皮化生區(qū)域頻繁檢測(cè)到TP53突變[21]，說明在IPF中出現(xiàn)TP53突變可能是導(dǎo)致LC的潛在因素。另外，有研究結(jié)果表明IPF患者可能通過CDKN2B-AS1與鄰近的CDKN2 A基因的表達(dá)下調(diào)，通過激活TP53信號(hào)通路，促使LC的發(fā)生[22]，這為TP53參與IPF-LC的發(fā)病提供支持。目前有關(guān)IPF-LC的病灶組織測(cè)序結(jié)果均報(bào)道了TP53突變[5，6]，因此可以認(rèn)為TP53與IPF-LC發(fā)生關(guān)系最為密切。

3.2 磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸3-激酶催化亞基α(phosphatidylinositol-4，5-bisphosphate 3-kinase catalytic subunit alpha，PIK3CA)PIK3CA基因位于人類染色體的3q26.32，具有編碼p100α蛋白的功能。p100α蛋白具有催化作用，是構(gòu)成磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)的重要部分。PI3K酶激活及AKT磷酸化能激活PI3K/AKT及其相關(guān)信號(hào)通路，產(chǎn)生抑制細(xì)胞凋亡的作用。

盡管尚無研究證實(shí)PIK3CA與IPF存在關(guān)聯(lián)的證據(jù)，但有文獻(xiàn)報(bào)道TGF-β能通過誘導(dǎo)PI3K/Akt信號(hào)通路激活，促進(jìn)肌成纖維細(xì)胞的增殖和分化，進(jìn)而引起肺纖維化的發(fā)生[23]，顯示出PI3K/Akt在肺纖維化發(fā)生中的作用。此外，PI3K/Akt也是腫瘤發(fā)生的相關(guān)信號(hào)通路，在LC中存在磷酸化Akt過表達(dá)以及PI3K/Akt的激活[24]。值得一提的是，PI3K/AKT/mTOR 信號(hào)在NSCLC中被激活，進(jìn)而出現(xiàn)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)、PI3K、Akt、哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)表達(dá)水平升高[25]，過表達(dá)的mTOR能增強(qiáng)EMT，加重博來霉素誘導(dǎo)的SFTPC(+)小鼠肺纖維化[26]，并且VEGF也是引起肺纖維化發(fā)生的重要生長因子，因此認(rèn)為PI3K/AKT可能是IPF-LC發(fā)生的重要通路。

3.3 B-Raf原癌基因 (B-Raf proto-oncogene，BRAF)BRAF是一種常見的原癌基因，位于人類7q34染色體上，該基因編碼一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，具有激活MAPK/ERK信號(hào)通路，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長、增殖、存活、分化等功能。

通過對(duì)IPF的肺組織測(cè)序發(fā)現(xiàn)存在BRAF基因的過表達(dá)(P=0.01)[27]，但確切機(jī)制尚不詳。BRAF基因在LC患者中被證實(shí)存在突變[28]，其中BRAF(V600E)能通過誘導(dǎo)小鼠細(xì)胞外信號(hào)，進(jìn)而激活MAPK/ERK通路，導(dǎo)致具有支氣管肺泡癌特征的LC發(fā)生[29]。此外BRAF(V600E)還可以通過MEK/ERK通路誘導(dǎo)TGF-β分泌，從而導(dǎo)致甲狀腺癌細(xì)胞EMT，為纖維化發(fā)生提供條件[30]。近年來有研究在IPF-LC測(cè)序中發(fā)現(xiàn)了BRAF突變[6]，提示BRAF突變可能是IPF-LC發(fā)生重要環(huán)節(jié)。

4 展望

隨著對(duì)IPF-LC的發(fā)病機(jī)制研究深入，已有研究結(jié)果顯示多個(gè)異常基因的表達(dá)在IPF-LC發(fā)生中存在密切關(guān)聯(lián)，且不同基因可能通過相同的途徑致病，也可能通過某些機(jī)制相互作用，共同調(diào)控著IPF-LC的發(fā)生與發(fā)展。但受限于此類患者人群數(shù)量少、生存期短、失訪以及資金不足、技術(shù)條件受限、研究標(biāo)本不易獲得等因素，相關(guān)機(jī)制驗(yàn)證的研究工作難以開展。目前IPF-LC有關(guān)的發(fā)病機(jī)制不詳，除了對(duì)患者肺組織的基因測(cè)序外，還期待能從IPF-LC病灶組織的單核苷酸多態(tài)性分析、單細(xì)胞測(cè)序，或信號(hào)通路、表觀遺傳學(xué)、基因表達(dá)等角度，或基于已有的基因測(cè)序相關(guān)結(jié)果進(jìn)行體外細(xì)胞技術(shù)或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)開展進(jìn)一步研究。