分化型甲狀腺癌相關基因的研究進展

孫文杰 盧彥祺 牟興宇 付巍

桂林醫(yī)學院附屬醫(yī)院核醫(yī)學科 541001

甲狀腺癌是內分泌系統最常見的惡性腫瘤，占所有惡性腫瘤的1.1%[1]。DTC約占所有類型甲狀腺癌的90%，其中以甲狀腺乳頭狀癌（papillary thyroid cancer，PTC）最為多見，約占80%，甲狀腺濾泡癌（follicular thyroid carcinoma，FTC）約占10%[2]。PTC較易發(fā)生頸部淋巴結轉移，預后較好；而FTC預后僅次于PTC；但也有部分DTC患者會發(fā)生肺、骨、腦等遠處轉移或失分化，預后較差。近年來，隨著對甲狀腺癌的研究深入到基因層面，許多基因如V-raf鼠類肉瘤濾過性病毒致癌基因同源體B1（V-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1，BRAF）、端粒酶逆轉錄酶（telomerase reverse transcriptase，TERT）、大鼠肉瘤（rat sarcoma，RAS）、受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RET）/PTC、配對盒基因8抗原（paired box 8，PAX8）/過氧化物酶體增殖物激活受體γ（peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ）等被發(fā)現與甲狀腺癌的發(fā)生、發(fā)展以及預后有著密切的關系，在甲狀腺癌的診斷、治療以及預后評估等方面起著重要作用[3]。我們對在DTC病程中發(fā)揮重要作用的一些基因進行綜述。

1 DTC相關基因突變機制及其在診療中的作用

1.1 BRAF基因

BRAF基因為原癌基因，可以編碼細胞內的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，該激酶為絲裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）信號通路中的重要組成部分，可對細胞的增殖和生長過程進行調節(jié)[4]。T1799A點突變是所有BRAF基因突變中最常發(fā)生和檢測最多的突變，它會導致催化中心附近的第600位氨基酸殘基上的纈氨酸被谷氨酸所代替（BRAFV600E基因突變），進而導致MAPK通路始終處于活化狀態(tài)，即會導致正常的細胞周期失控，最終引發(fā)癌變[5]。

Xing等[6]回顧性分析了2099例PTC患者中BRAFV600E基因突變與腫瘤復發(fā)的關系，研究結果顯示，48.5%的PTC患者中存在BRAFV600E基因突變，且BRAFV600E基因突變的PTC患者的腫瘤復發(fā)率為20.9%，無BRAFV600E基因突變的PTC患者的腫瘤復發(fā)率為11.6%，這表明BRAFV600E基因突變對PTC的復發(fā)有獨立的預測價值，BRAFV600E基因突變往往提示PTC復發(fā)風險增加。有研究結果表明，BRAFV600E基因突變與甲狀腺微小乳頭狀癌的原發(fā)灶大小、包膜浸潤及淋巴結轉移有關[7]。Zhao等[8]研究結果顯示，與單獨使用甲狀腺細針抽吸細胞學（fine-needle aspiration cytology，FNAC）檢查相比，FNAC結合術前BRAFV600E基因突變分析可以顯著提高甲狀腺結節(jié)的診斷準確率和靈敏度。有研究結果表明，BRAFV600E基因突變的患者鈉碘轉運體（sodium-iodide symporter，NIS）蛋白的表達水平降低，分化更差，攝碘能力減弱[9]。已有臨床試驗結果表明，對于病灶攝碘能力差或不攝碘的患者，采用BRAFV600E抑制劑如維羅非尼和達拉非尼等治療可以取得一定的效果[10]。

綜上所述，BRAFV600E基因突變對PTC患者的復發(fā)有著重要的預測作用，并且與甲狀腺微小乳頭狀癌的特征有關。其與FNAC聯合應用對于診斷甲狀腺結節(jié)的性質具有重要價值。另外，BRAFV600E基因突變的患者往往腫瘤分化差，攝碘能力弱，對這部分患者采用BRAFV600E抑制劑治療有一定的效果。

1.2 TERT基因

端粒在保持染色體的穩(wěn)定性和DNA復制的完整性中意義重大。端粒酶是一種在細胞中起著端粒延長作用的酶。端粒酶組成部分之一的TERT有著催化逆轉錄的作用，TERT基因突變主要包括C288T和C250T 2個位點的突變，該突變可使端粒酶過度表達，引起細胞無限復制，從而導致癌癥的發(fā)生[3,11]。

在各種類型的甲狀腺癌中，TERT基因突變總發(fā)生率約為14%，其在分化良好的PTC中發(fā)生率最低（10%～13%），但在有被膜、鄰近組織受累及遠處轉移等腫瘤侵襲性增強的患者中，其發(fā)生率顯著升高，在未分化和間變性甲狀腺癌中突變發(fā)生率達40%左右[11]。Asaad等[12]分析了50例甲狀腺癌、5例結節(jié)性增生和5例濾泡性腺瘤（follicular adenoma，FA）患者TERT基因的表達情況，結果顯示，甲狀腺癌患者中TERT基因的陽性表達率為86%，而在結節(jié)性增生和FA患者中均無TERT基因的表達，這表明TERT基因突變對診斷甲狀腺疾病的良惡性有著重要意義。有研究結果顯示，相比于BRAF基因突變，TERT基因突變與患者病灶發(fā)生碘耐受的關系更加密切，這表明TERT基因突變可作為一種預測放射性碘耐受的新方法[13]。Jin等[14]進行的一項薈萃分析結果顯示，TERT基因突變更易出現在年齡較大的患者中，且與腫瘤大小、腺外侵犯、遠處轉移、晚期TNM分期、腫瘤復發(fā)及生存率降低等有關。

近年來，TERT基因突變聯合BRAF基因突變在甲狀腺癌中的作用受到國內外許多研究者的關注。有研究者對BRAFV600E與TERT啟動子聯合突變的研究進展進行綜述，在PTC中BRAFV600E基因突變和TERT基因突變存在正相關關系，且二者聯合突變在PTC患者的惡性病理特征（高齡、更大的腫瘤長徑、腺外侵犯、遠處轉移、高TNM分期）及不良預后（復發(fā)和死亡）中發(fā)揮著協同作用[15]。有研究結果表明，BRAF基因突變特別是其聯合TERT基因突變與復發(fā)性PTC中放射性碘親和力的喪失和碘代謝機制的破壞密切相關，這顯示出其對放射性碘治療PTC失敗的強有力的預測參考價值[16]。

綜上所述，TERT基因突變在DTC的診斷中具有重要的輔助診斷價值。TERT基因突變的DTC患者更容易出現腺外侵襲、遠處轉移和腫瘤復發(fā)等預示腫瘤侵襲性增強的因素，從而導致患者生存率較低。另外，TERT基因突變的患者更容易出現放射性碘親和力的喪失，因而對此部分患者進行多次放射性碘治療后可能更容易出現放射性碘耐受，這提示臨床醫(yī)師對其后續(xù)治療方式的選擇應該更加慎重。

1.3 RET/PTC融合基因

RET原癌基因編碼的RET蛋白屬于受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）家族中的一種，它包括細胞外區(qū)、跨膜區(qū)及細胞內的酪氨酸激酶區(qū)3部分，RET基因突變一般出現在跨膜區(qū)與酪氨酸激酶區(qū)域之間的內含子中，RET基因在此處會發(fā)生斷裂，只保留酪氨酸激酶區(qū)，而酪氨酸激酶區(qū)會與一個異源基因的5′末端融合形成RET/PTC融合基因，目前已發(fā)現10余種RET/PTC基因重排，其中RET/PTC1～3最常見，它們的異源基因分別為H4、RIα、ele1[17-18]。PET/PTC重排會導致甲狀腺濾泡細胞RTK激活，并最終導致MAPK通路始終處于活化狀態(tài)，使正常的細胞周期失控，并抑制其凋亡[19]。

Wang等[20]的研究結果顯示，RET/PTC基因重排在我國PTC患者中發(fā)生率較低，且隨著患者年齡的增大而降低，另外，不同類型的重排與不同的臨床病理特征有關，但與淋巴結轉移無關。Ming等[21]進行的回顧性分析結果顯示，約有33%的PTC患者發(fā)生RET/PTC基因重排，而且>45歲的患者RET/PTC基因重排率高于<45歲的患者。一項分析48例甲狀腺腫瘤患者RET/PTC基因重排與臨床病理關系的研究結果顯示，RET/PTC3基因重排與性別（P=0.04）、TSH水平升高（P=0.003）、淋巴結轉移（P=0.049）等臨床病理參數顯著相關[22]。張星等[23]回顧性分析了114例PTC患者，其中，共有74例患者合并有結節(jié)性甲狀腺腫或橋本甲狀腺炎，而另外40例患者無合并疾病，最后發(fā)現排除這2種合并的疾病對PTC的影響后，RET/PTC基因重排與甲狀腺癌病灶數量增多有著密切關系。RET/PTC基因重排在PTC的FNAC穿刺物中陽性率為5%～35%，因此，這種基因重排不適于單獨篩查甲狀腺癌[24]。RET/PTC基因重排可調節(jié)RET/PTC-RAS-RAF-MEK-MAPK信號轉導通路（RAF為V-raf鼠類肉瘤濾過性病毒致癌基因同源體；MEK為絲裂原細胞外激酶），使酪氨酸激酶殘基磷酸化，其與碘難治性甲狀腺癌的發(fā)生和發(fā)展有著密切關系，酪氨酸激酶抑制劑如樂伐替尼、索拉非尼、卡博替尼和凡德他尼等均可用于碘難治性甲狀腺癌的治療[25]。

綜上所述，目前RET/PTC基因重排在不同地區(qū)的發(fā)病率及其與患者的年齡、淋巴結轉移等因素的關系尚有爭議，且由于RET/PTC基因重排在甲狀腺良性病變中也可檢出，因此，單獨檢測RET/PTC基因重排對PTC的診斷意義有限，但RET/PTC融合基因與其他基因的聯合檢測或許可為PTC的診斷及預后評估提供重要的參考價值。對于碘難治性甲狀腺癌，RET抑制劑或具有一定的療效。

1.4 RAS基因

RAS基因家族包括N-RAS、H-RAS和K-RAS等成員，其中，N-RAS是人神經母細胞瘤DNA感染NIH3T3細胞實驗中發(fā)現的與RAS類似的基因；H-RAS是從Harvey大鼠肉瘤病毒中克隆出來的轉化基因；K-RAS是從Kirsten大鼠肉瘤病毒中克隆出來的轉化基因，K-RAS基因突變常見于惡性腫瘤中。RAS基因突變可見于約81%的胰腺癌患者中。RAS基因的編碼產物是一種G蛋白，正常狀態(tài)下該蛋白與二磷酸鳥苷（GDP）結合處于失活狀態(tài)，參與下游途徑的信號轉導。RAS基因突變時會導致其三磷酸鳥苷（GTP）酶活性下降，即RAS始終以三磷酸鳥苷（GTP）結合形式存在，從而處于持續(xù)活化狀態(tài)，激活下游MAPK級聯反應，引起細胞過度增殖[26]。

RAS基因突變常見于30%～45%的FTC、30%～45%的濾泡性變異型甲狀腺乳頭狀癌（follicular variant papillary thyroid cancer，FVPTC）、20%～40%的低分化型甲狀腺癌以及10%～20%的間變性甲狀腺癌中，少見于經典型PTC中，RAS基因突變也見于20%～25%的良性FA中[27]。一項meta分析結果顯示，在FNAC不能確定RAS突變狀態(tài)的情況下，RAS基因突變診斷惡性腫瘤的靈敏度為34.3%，特異度為93.5%，這表明對任何RAS基因突變的檢測均不太可能改變細胞學不確定的甲狀腺結節(jié)的臨床治療[28]。Jang等[29]的研究結果顯示，在FTC中RAS基因突變，尤其是N-RAS第61位密碼子突變與FTC發(fā)生遠處轉移顯著相關（P=0.02）。有研究結果表明，即使組織病理學結果證實為惡性，而僅單獨存在RAS基因突變的腫瘤其侵襲性也是有限的，這些腫瘤通常是沒有如甲狀腺外侵犯、淋巴結轉移和遠處轉移等腫瘤侵襲性行為的FVPTC，其治愈率很高，預后良好[30]。

目前，RAS基因突變在臨床上已逐步用于診斷甲狀腺結節(jié)的良惡性，但其靈敏度較低，單獨檢測即使為陰性時，甲狀腺結節(jié)仍有惡性可能，需與TERT等基因聯合檢測進行判斷。RAS基因突變對FTC及FVPTC的預后判斷有著重要意義，但在其他類型PTC中的作用尚不清楚。

1.5 PAX8/PPARγ融合基因

PAX8是一種特異性轉錄因子，可以激活編碼甲狀腺球蛋白（Tg）、甲狀腺過氧化物酶（TPO）、NIS和促甲狀腺激素受體（TSHR）內源基因的表達，促進甲狀腺細胞的分化[31]。PPARγ基因位于染色體3p25，是一種細胞核內受體轉錄因子亞型的過氧化物酶體增殖物激活受體，在調節(jié)脂肪細胞分化、脂肪和碳水化合物的代謝、細胞增殖與分化等方面起著重要作用[32]。PAX8/PPARγ基因重排是由于染色體t（2；3）（q13；p25）出現易位，導致PAX8的DNA結合域與PPARγ的A～F域融合，進而表達融合蛋白，誘發(fā)腫瘤的發(fā)生[33]。

一項對24例日本FTC患者的PAX8/PPARγ基因重排情況的分析結果顯示，只有1例（4%）患者檢測到PAX8/PPARγ融合基因，這表明PAX8/PPARγ基因重排可能與地域分布以及人群種族有一定關系，日本人典型飲食中的高碘攝入量也可能影響FTC中PAX8/PPARγ基因重排的發(fā)生率[34]。Castro等[35]對40例FVPTC、27例FTC和12例FA患者臨床資料的分析結果顯示，PAX8/PPARγ基因重排在FVPTC中的發(fā)生率為37.5%，在FTC和FA中分別為45.5%和33.3%。有研究結果表明，PAX8/PPARγ基因重排的FTC患者多數年齡較小，腫瘤體積較小、有癌巢樣生長結構且多伴有血管浸潤[36]。融合蛋白的表達可使PAX8表達水平降低，進而抑制NIS的表達，降低攝碘能力[37]。有報道指出，PPARγ激動劑（噻唑烷酮類藥物，如羅格列酮等）可以誘導失分化細胞上皮間充質轉化的部分逆轉，促進再分化，從而使NIS的表達水平升高，為恢復放射性碘敏感性提供可能，給部分具有侵襲性甚至出現失分化FTC患者的治療帶來幫助[38]。

綜上所述，PAX8/PPARγ基因重排可能與地域、種族和飲食等因素有關，由于其也可以見于部分FA患者中，所以尚不能單獨用于FTC的診斷。另外，該基因重排可能與腫瘤的生長特點有一定關系，PPARγ激動劑也可以為部分碘難治性FTC的治療提供幫助。

1.6 TP53基因

人類的TP53基因位于染色體17p13，其編碼產物p53擁有轉錄因子活性。TP53基因突變被認為是癌癥中最常見的基因改變之一，在約50%的人類惡性腫瘤中可以檢測到[39]。當DNA發(fā)生損傷時，p53會發(fā)揮轉錄因子活性作用，使細胞停滯于G1期，并參與DNA的復制和修復，若損傷未能成功修復，p53則會啟動凋亡程序使細胞程序性死亡，防止細胞癌變。TP53基因突變時，一方面會使野生型p53失去抑制細胞過度增殖的作用，另一方面，突變的TP53基因具有致癌作用，進而導致腫瘤發(fā)生。

TP53抑癌基因突變廣泛發(fā)生于各種腫瘤中，有研究報道，p53在低分化型甲狀腺癌和未分化型甲狀腺癌中的發(fā)生率似乎明顯高于高分化型甲狀腺癌，這表明TP53基因突變可能會觸發(fā)腫瘤去分化，在腫瘤向低分化和未分化癌發(fā)展中起直接作用[40]。國外的研究結果表明，p53陽性是PTC患者局部淋巴結轉移復發(fā)的重要危險因素[41]。最近有研究者指出，p53修復劑CP-31398與索拉非尼具有協同作用，而p53異常的未分化甲狀腺癌患者通常對索拉非尼單獨治療的反應很差，因此，CP-31398對這部分患者具有潛在的臨床應用價值[42]。

綜上所述，TP53基因突變通常提示著腫瘤的失分化，可以輔助我們診斷甲狀腺癌以及評估患者的預后情況。其修復劑對于未分化甲狀腺癌患者的治療也有一定的臨床價值。

2 小結與展望

如何對甲狀腺癌進行早期診斷和預后評估，從而選擇合理的治療方式是目前臨床醫(yī)師急需解決的問題，多種基因的突變使我們可以從分子生物學水平檢測相關基因的變化，從而解決這個問題，但單一基因的檢測往往具有局限性，如何聯合多種基因檢測應用于甲狀腺癌的診斷、預后評估、治療和療效監(jiān)測等方面仍是臨床實踐中面臨的重要問題。

利益沖突本研究由署名作者按以下貢獻聲明獨立開展，不涉及任何利益沖突。

作者貢獻聲明孫文杰負責文獻的檢索、綜述的撰寫；盧彥祺、牟興宇負責綜述的修改；付巍負責綜述的審閱。