分子標志物在分化型甲狀腺癌診斷中的研究進展

劉穎 姚定國*

作者單位:310053 浙江中醫藥大學(劉穎)

310006 浙江中醫藥大學附屬第一醫院(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、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后較好,但是約有10%~15%的甲狀腺癌患者復發,約5%的患者會出現對放射治療耐受[1].因此,早期確定甲狀腺結節的性質變得尤為重要.細針抽吸細胞學(FNAC)是目前用于甲狀腺結節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別濾泡性病變有關.通過病理學檢查,仍有約30%甲狀腺結節的性質無法得到確診.隨著在基因水平上對甲狀腺癌的深入研究,目前已發現多種基因與甲狀腺癌的發生、發展及預后相關,為其早期診斷、治療及預后評估提供了方向.本文就甲狀腺癌常見相關基因(BRAF,RAS,RET / PTC,PAX8 /PPARγ,TERT,microRNA、IncRNA)的研究進展進行綜述.

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信號通路中起關鍵作用,BRAF的磷酸化能激活ERK,從而激活其效應蛋白,進而調節細胞的增殖和生長.目前已發現BRAF基因與多種腫瘤的發生發展有關,有研究表明BRAF基因與甲狀腺癌的發生、進展及復發存在密切關系[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位點上的T堿基突變為A堿基,從而導致第600位密碼子出的纈氨酸置換為谷氨酸,進而激活BRAF促進甲狀腺癌的發生發展.Jinih等[3]通過對3150例未定性的甲狀腺結節患者病理學分析發現670例BRAF V600點突變的患者中662例診斷為甲狀腺乳頭狀癌,而在甲狀腺濾泡癌中未發現BRAF點突變,表明BRAF V600可為甲狀腺乳頭狀癌的早期診斷提供依據.Rodrigues等[4]的一項Meta分析研究發現,通過對BRAF基因的檢測可提高對可疑甲狀腺結節細胞針吸活檢的準確性.國內有學者通過對126例甲狀腺癌伴中央區淋巴結轉移患者研究發現87例患者中存在BRAF點突變,表明BRAF點突變是甲狀腺癌中央區淋巴結轉移的獨立危險因素[5].因此對BRAF基因的診斷可為甲狀腺結節早期診斷及手術的淋巴清掃范圍提供依據.

2 RAS基因

RAS突變是DTC中第二常見的突變基因.RAS突變增強細胞膜表面的G蛋白對三磷酸鳥苷的親和力,不可逆的保持持續激活狀態,從而激活MAPK和PI3K/AKT通路,促進腫瘤細胞的增殖和侵襲.H-ras、 K-ras和N-ras與人類腫瘤的發生發展密切相關,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.有學者研究表明,RAS突變對濾泡型甲狀腺癌的特異度可達74%~88%[6].RAS在甲狀腺濾泡狀癌中突變率遠高于甲狀腺乳頭狀癌中.Medici等[7]通過對362例甲狀腺結節患者RAS基因的檢測及術后病理結果研究顯示,所有RAS陽性的甲狀腺癌患者均為濾泡型甲狀腺癌,且無淋巴及遠處轉移,表明RAS陽性的甲狀腺癌惡性程度較低.相反,Garcia等[8]學者研究表明,RAS基因突變與低分化甲狀腺癌發生遠處轉移相關,且N-ras突變與濾泡型甲狀腺癌發生遠處轉移相關.因此RAS突變與甲狀腺癌預后的關系還有待進一步的研究.

3 RET/PTC基因

RET基因是最早發現的癌基因,其位于人第10號染色體中,參與細胞膜酪氨酸激酶蛋白的編碼,參與細胞增殖的調節.RET在濾泡旁C細胞中高度表達,RET基因重排與甲狀腺乳頭狀癌的發生發展密切相關.RET/PTC1和RET/PTC3是最常見的基因重排,其可導致甲狀腺濾泡細胞酪氨酸激酶受體激活,引起MAPK通路的激活從而促進腫瘤細胞的增殖分化,并抑制其凋亡.Ming等[9]研究發現在甲狀腺乳頭狀癌患者中約有33%發生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重排甲狀腺結節且術前細胞學檢查未能確診的患者,術后病理均證實為甲狀腺乳頭狀癌.而Moses等[11]研究中6例FNA診斷為RET/PTC基因重排的甲狀腺結節患者中,術后病理5例被證實為甲狀腺惡性腫瘤,而一例為良性結節.此外RET/PTC基因重排存在地域和人群分布差異.國內有學者通過納入63例甲狀腺乳頭狀癌患者,僅有1例患者發生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,其可能與檢測技術、人群、地域分布及病理數有關.單獨使用RET/PTC基因重排來診斷甲狀腺癌的尚存在爭議,但是RET或許可作為治療甲狀腺乳頭狀癌良好的靶點.

4 PAX8/PPARγ基因

甲狀腺特異性轉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,具有調節細胞因子分泌及上皮細胞生長的作用.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]研究發現PAX8/PPARγ基因重排見于30%~35%甲狀腺濾泡狀癌中.而Tavares等[14]發現PAX8/PPARγ融合基因同樣存在于甲狀腺良性結節中,約有14%濾泡狀腺瘤患者中存在PAX8/PPARγ基因重排.目前PAX8/PPARγ基因重排檢測結果存在地域、人群差異,日本的一項研究發現與其他國家不同,日本甲狀腺濾泡狀癌患者很少發生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生率高,且伴隨血管浸潤率也隨之增加[16].盡管單獨的PAX8/PPARγ基因重排檢測不能確診甲狀腺癌,但是穿刺細胞學檢查聯合PAX8/PPARγ基因檢測不僅有利于甲狀腺濾泡狀癌的早期診斷,而且對于腫瘤惡性程度、治療手段及預后具有積極的指導意義.

5 TERT基因

端粒酶是位于染色體末端,由幾個相同堿基TTAGGG組成的,具有維護染色體的完整性和穩定性的核蛋白復合體.而端粒酶逆轉錄酶(TERT)基因可改變端粒酶的活性,從而促進腫瘤細胞的增殖和生長.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基因突變在間變性甲狀腺癌中最為常見,而在正常甲狀腺組織中尚未發現存在該基因突變[17].TERT基因突變與甲狀腺癌的惡性程度及預后有著密切的關系,常提示預后不良.Landa等[18]研究發現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率高.Liu等[19]通過對129例甲狀腺乳頭狀癌樣本的回顧性分析發現,TERT基因突變與淋巴結轉移有關,且具有明顯的統計學意義.國內有學者研究發現,當同時存在RAS突變、BRAF突變及TERT突變時,甲狀腺癌常具有高度的侵襲性,提示預后不良[17].因此TERT基因突變對甲狀腺癌的診斷具有重要的意義,對TERT基因突變的致癌機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)是長度為18~25個核苷酸的內源非編碼RNA分子.有證據表明,miRNA參與中樞系統的發育、器官發生、組織分化、細胞周期和代謝等過程,而且miRNA表達的改變可導致人類惡性腫瘤的發生,如肺癌、乳腺癌、胃癌、前列腺癌、結腸癌等.近年來研究發現microRNA(miRNA)與PTC的發展、轉移和侵襲性有關[20].Zhang等[21]對106例PTC患者,35例良性甲狀腺結節(BTN)患者和40例對照患者對3種循環miRNA(miR-222,miR-221和miR-146b)的表達水平進行分析發現,與對照組和BTN患者相比,PTC患者血清miR-222,miR-221和miR-146b的表達水平顯著增加,而且與甲狀腺癌的預后及復發也有顯著關系.然而,Gao等[22]通過對80例甲狀腺癌組織和80例癌旁組織中miR-791的表達進行檢測發現,miR-791在甲狀腺癌組織中的表達顯著低于正常甲狀腺,但與甲狀腺癌的預后呈正相關.Peng等[23]發現miR-146b-5p、miR-199b-5p、miR-30a-3p在PCT與良性甲狀腺結節中存在差異.miRNA作為新興的生物學技術,為甲狀腺癌的診斷提供了新的診斷思路.但目前miRNA提取技術尚不穩定,作為診斷PTC特異性生物標記物需要進一步建立穩定高效的miRNA提取技術.

7 IncRNA

長鏈非編碼RNA(lncRNA)是一類轉錄本長度>200 nt的RNA,LncRNA缺乏編碼蛋白的開放閱讀框,不能編碼蛋白質,根據其在基因組中與相鄰蛋白編碼基因的位置關系,可分為5類:順式(sense)lncRNA,反義(antisense)lncRNA,雙向(bidirectional)lncRNA,基因內(intronic)lncRNA,基因間(intergenic)lncRNA,能在表觀遺傳學、轉錄水平和轉錄后水平調控基因表達.近年來通過轉錄組測序技術分析發現,多種lncRNA在腫瘤組織中,如:胃癌、肝癌、腎癌、甲狀腺癌等呈現差異性表達.Xu等[24]研究發現LncRNA HOXD-AS1在乳頭狀甲狀腺癌組織中過表達,HOXD-AS1的高表達與年齡,晚期臨床分期,腫瘤大小和遠處轉移有關.Muhanhali等[25]測定30例PTC組織及其鄰近正常甲狀腺組織中lncRNA TNRC6C-AS1表達水平發現,lncRNA TNRC6C-AS1的表達在PTC組織中明顯增高,lncRNA TNRC6C-AS1通過抑制TNRC6C的表達促進PTC的進展.他提出針對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IncRNA MEG3、lncRNA PVT1、lncRNA MALAT1等RNA幫助診斷.因此,以上結果證實,通過對不同IncRNA的檢測,明顯提高了分化型甲狀腺癌的診斷率.

8 其它

近年來,隨著對甲狀腺疾病基因層面的深入研究,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生、增殖、侵襲及預后有關.Kalhori等研究發現基質金屬蛋白2(MMP2)等MMPs蛋白表達升高可以增強甲狀腺乳頭狀癌的侵襲性,提示預后不良[26];Prasad等[27]通過基因芯片技術研究發現通過對SFN、HMGA2和MRC基因表達檢測能為鑒別甲狀腺結節的惡性程度提供重要依據.對甲狀腺癌基因表達差異的深入研究,鑒定甲狀腺癌發生發展過程中相關的基因,將為甲狀腺癌的早期診斷、靶向治療及預后判斷提供重要的價值.目前針對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移患者治療上已取得了新的進展.

9 展望

目前,基因檢測是為了補充而不是取代臨床判斷、超聲評估和病理學檢查.甲狀腺癌的發病機制尚未完全明確,隨著分子生物學技術的發展,許多甲狀腺癌中某些特異性表達的基因被證實對診斷病理類型、鑒別良惡性、提供淋巴清掃范圍及預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生發展有關,但是由于特異性低、敏感度弱從而缺乏臨床應用價值.靈敏度高、特異性強的分子的發現將為甲狀腺腫瘤提供更加有效的檢測手段,為靶向治療、預后判斷提供新的方向,具有重要的發展前景.