甲状腺癌的相关基因BRAF、RET、RAS研究新进展

王欣怡 综述，白俊文 审校

(内蒙古医科大学附属医院甲状腺、乳腺外科，呼和浩特 010059)

甲状腺癌是内分泌肿瘤中最常见的一类病症，其发病率呈逐年上升趋势，已成为医学专家研究的热点之一。据国家癌症中心发布的最新统计，2017年2月我国大、中、小城市甲状腺癌发病率分别为28.9%、12.9%、7.8%，其已经严重威胁着人类的健康与生存。虽然甲状腺癌的发病机制及影响因素仍未明确，但随着研究人员多年的流行病学调查和临床试验研究已经发现许多基因与甲状腺癌的发生存在密切关系[1]。最近已有报道证实高分化的甲状腺乳头状癌(papillary thyroid cancer，PTC)有高达97%发生基因突变[2]。这些突变在术前细针穿刺活检(fine needle aspiration biopsy，FNAB)细胞学标本和手术后组织病理学检测中得到越来越多的认定。许多学者认为，微观和分子分析的协同使用注定要改变这种疾病的临床治疗[3]。而BRAF、RET、RAS相关基因控制着甲状腺癌的发生、发展，本文基于国内外参考文献，对甲状腺癌相关基因BRAF、RET、RAS研究新进展进行综述。

1 BRAF基因对甲状腺癌的影响

1.1 BRAF基因突变的类型 BRAF是丝氨酸苏氨酸蛋白激酶，属于高度致癌RAS/RAF/MEK/ERK信号通路，通路中RAS的直接效应是通过二聚化诱导其活化，同时BRAF磷酸化并激活MEK，其又磷酸化并激活ERK，BRAF的已知效应是激活ERK后诱发下游转录因子的磷酸化，调控基因表达，使细胞骨架重构及调节细胞代谢，最终导致细胞转化和癌变[4]。最近，也发现了非编码效应物，如小分子RNA和长的非编码RNA[5]。在BRAF基因突变类型中T1799A点突变所占比例较高，T1799A点突变主要是位于第15外显子之上的第1799位核苷酸发生T-A的转换，造成蛋白质产物中第600位的缬氨酸(V)被谷氨酸(E)替代(命名为V600E)，且这种突变多数发生于PTC中，同时T1799A突变也成为甲状腺癌分子生物学专家研究最多的一种突变类型，BRAFK601E，AKAP9-BRAF，BRAFV600E+K601del和BRAFV 599ins等突变类型为少见的BRAF基因突变类型[6]。

1.2 BRAF基因的突变率 BRAF基因在人类癌症发生中起着主控作用，所有癌症病例中携带BRAF基因突变所占比例约7%，其中PTC占30%～50%。最常见的突变是V600E(90%的病例)，V转化为赖氨酸(V600K，5%～10%的病例)的核苷酸，或V转化为其他氨基酸(V600A/D/G/L/M/Q/R，约5%的病例)。甲状腺癌中BRAF基因的高突变率及特异性表明BRAF基因突变对甲状腺癌发病初期阶段尤为重要。根据文献报道，在所有恶性肿瘤中BRAF V600E突变率为7%～9%，其中黑色素瘤中BRAF突变率近60%，居于首位[7-11]，在PTC中突变率也较高。由于检测手段、测序方法和基因获取等因素的差异，BRAF V600E突变率也存在差异，波动于31.3%～86.1%[12]。虽然在PTC患者中BRAF V600E基因突变率很高，平均可达到40%，但在甲状腺微小乳头状癌(papillary thyroid microcarcinoma，PTMC)中，其突变率明显降低[13]，甚至有大量文献报道指出，在直径小于5 mm的PTMC中，BRAF V600E突变率仅为18%[14-16]。在甲状腺癌的BRAF V600E基因突变检出率方面，以PTC最常见，为29%～83%，还有文献报道可高达52%～87%[17]。BRAF V600E基因突变在散发型PTC中常见，而在甲状腺癌的其他病理类型及甲状腺良性结节瘤中罕见。XING等[18]总结了2003-2005年29项科研项目中确诊的甲状腺癌患者180例，甲状腺良性结节542例，在PTC患者中BRAF V600E基因的突变率为44%，而在甲状腺滤泡状癌及良性结节中均无BRAF V600E基因突变。所以，存在BRAF基因变异的甲状腺癌更具有侵袭性，颈淋巴结转移的症状更易发生。

1.3 BRAF基因突变对甲状腺癌的诊断、治疗及预后的判断应用价值 甲状腺结节是1种常见的疾病，随着医疗设备的提高及超声检查应用的普及，其检出率达19%～67%[19]。绝大多数甲状腺结节是良性病变，通常无需治疗，仅甲状腺结节是恶性时需要进一步诊断及治疗。然而通常情况下甲状腺恶性病变与良性病变很难鉴别，患者容易被漏诊。因此，尽早鉴别甲状腺结节是否已经发生癌变对临床诊断具有极大的科学意义。目前，临床上广泛采用评价甲状腺结节的细胞学检查手段为甲状腺FNAB，手术前使用FNAB检测BRAF基因突变来评估是否发生恶性病变，同时FNAB也是检验甲状腺肿瘤是否扩散和淋巴结是否转移的一种高效新手段，该手段得到的病例与其临床病理结果较差的PTC标本呈明显的相关性趋势[20]，基于该手段进行检查，能够大大提高鉴别良恶性结节的准确性，但FNAB本身具有局限性。具有BRAF基因突变侵袭特性的甲状腺癌，表现出临床分期更差，同时有进展为未分化或间变性癌的特性。因此，大多数专家学者将BRAF基因突变作为1个独立的因素来评估甲状腺癌的预后[21]。在良性甲状腺病变中RAS突变、RET/PTC重排和PAX8用PPARγ融合均可以检测出来，但由于BRAF基因的特异性，极有可能成为诊断甲状腺癌的指标[22]。通过BRAF基因突变检测可以大大增加FNAB检测的准确性。更重要的是，普通的FNAB与BRAF基因突变研究相结合能够加大甲状腺癌的手术前风险评估及预后的预测准确性[23]。

2 RET基因对甲状腺癌的影响

2.1 RET基因突变的类型 RET基因位于人体染色体10q11，含21个外显子，RET基因外显子8、10、11、13、14、15、16均可以发生突变，其中突变比例最高的为16号外显子[24]。RET基因全长约为60 kb，编码的产物为跨膜酪氨酸激酶受体，其配体为神经胶质细胞系源性的神经营养因子，包括PSP persephin、ART urtimin、N1N neuturin和GDNF 4种类型，该受体结构成分与胰岛素受体、表皮生长因子等结构相似，并存在于滤泡旁细胞中。大量实验研究显示，超过85%的甲状腺癌患者存在RET基因重新组合，其与PTC之间有着密切的联系，可作为特异性基因。RET基因重组发生在甲状腺肿瘤早期阶段，其机制为：RET基因成分中的酪氨酸激酶域融合于多种异源基因的5′-末端，从而提高了络氨酸激酶的活性，激活MAPK通路，MAPK信号通路的激活对癌细胞的分裂、凋亡过程至关重要。在15种RET/PTC重组中，最多见的是RET/PTCl与H4融合和RET/PTCl与Ⅱ肼融合形成的RET/PTC3，占全部突变的85%以上，其中又以RET/PTCl型相对常见[25]。经过大量研究探索，RET基因重新排列与电离辐射史、年龄及性别等显著相关[26]。电离辐射史中年龄小于18岁与RET/PTC3关联密切；在未接受电离辐射人群中，女性患者较男性患者更易表现出RET/PTCl阳性。

2.2 RET基因的突变率 大量文献显示，在PTC中RET重排突变的发生率差异性较大，早期报道的高发生率似乎仅存在于一些西方欧洲国家低于18岁的少年并伴有辐射史。在西方许多国家，成年人PTC中RET重组突变的发生率在5%～59%，尤其在白俄罗斯等曾有辐射暴露史的地区，其突变率高达70%～85%，而日本小于10%，沙特阿拉伯小于3%[27]。通过研究分析，27例无明确辐射暴露史中国成人PTC患者的癌组织中，有15例检出RET突变体，阳性率大于50%，与中国台湾地区(55%)几乎一致[28]。由此可见，RET突变在我国PTC患者中是较为常见的因素之一。也有文献显示RET基因发生重排在PTC患者中频率波动在5%～84%[29]。通过对76例PTC患者进行试验研究，最终发生RET基因重排的概率为60.5%(46/76)，这个结果与其他国家的试验结果相近，试验中发现了病例有RET基因重排的多种形式共存的现象，且比例可达39.5%(30/76)，此前德国有试验研究报道在PTC患者中，RET基因多种重排形式共存极为少见，而在中国人群中RET重排多种形式共存的情况相对多见。可证明在PTC中存在RET基因重排时，也许就是病灶克隆的现象，但其生物学意义及特征还需要进一步研究。

2.3 RET基因突变对甲状腺癌的诊断、治疗及预后的判断应用价值 以往的研究发现中国人群的RET基因重排发生率很低，有学者在试验中选择63例中国PTC患者进行RET基因筛查，发现仅有1例患者出现RET基因重排。而现阶段研究已证实上述数据不足以解释RET基因重组发生率的差异，由于Southern印迹杂交法、反转录聚合酶链反应法等实验方法不同，得出RET基因重组发生率也存在显著差异。虽然目前尚无足够证据证实术前应用FNAB测定技术检测RET基因重排对改善手术方式是否有效，但抑制RET蛋白酶活性的相关药物可用来治疗PTC。在甲状腺癌的多种病理类型中，RET基因的突变对甲状腺髓样癌(myeloid thyroid carcinoma,MTC)的患者影响较大，而滤泡状甲状腺癌(follicular thyroid carcinoma,FTC)及甲状腺未分化癌(ATC)次之，且相对较少，因此对MTC患者应用家庭性甲状腺髓样癌(FMTC)技术对RET基因突变进行筛查及诊断具有特殊意义。通过DNA的扩增、整合及DNA单链多态性的研究已为甲状腺髓样癌患者的诊断提供了安全有效的DNA检测方法，若能通过基因检测技术检测到RET基因突变，可对检测阳性患者给予长期随访或进行甲状腺腺叶预防性切除术。有研究已证实RET基因重排与多发性内分泌腺肿瘤综合征(MEN)Ⅱ型(Ⅱa和Ⅱb)也存在密切联系[30]。还有研究发现，存在RET基因突变的PTC患者发生转移性及预后不良的可能性相对较大，然而另有研究证明PTC的临床预后与 RET的表达并无联系[31]。

3 RAS基因对甲状腺癌的影响

3.1 RAS基因突变的类型 RAS 基因是一种原癌基因，仅次于BRAF基因的热门研究对象，早期是从Harvey、Kirsten 两株大鼠肉瘤病毒中克隆出来的转化基因，被称为 HRAS 和 KRAS，另一种相似的基因是在人神经母细胞瘤DNA感染NIH3T3细胞时发现的与RAS类似的基因，被称为NRAS，它们分别定位在11、12和1号染色体上[32]。RAS 癌基因编码G蛋白样的信号传导蛋白，其产物p21蛋白，相对分子质量为21 000。能够结合并水解鸟苷三磷酸的p21蛋白位于细胞膜内侧，作为中间介质将信号转导通路中酪氨酸激酶与丝裂原活化蛋白激酶有效结合，能够调节细胞增殖、分化和凋亡过程[33]。鸟苷三磷酸酶活性丧失的RAS基因能够造成生长信号失去控制而持续释放最终形成癌变[34]。

3.2 RAS基因的突变率 大量研究结果表明RAS基因的突变率在FTC中为57%，PTC中为21%，并以 NRASS61的突变占优势[35]。FUKAHORI等[36]研究发现30%甲状腺腺瘤有RAS基因突变，57%的FTC患者有RAS基因突变，尤其是NRAS_Q61R；RIVERA[37]研究滤泡型甲状腺乳头状癌发现36%的非浸润性癌中存在RAS突变，浸润性癌中仅10%突变。JANG等[38]也对RAS基因与FTC进行了研究，主要研究RAS与此类型远处转移风险及预后的关系，发现远处转移者RAS突变率为61%，其突变类型均是NRASS61突变。

3.3 RAS基因突变对甲状腺癌的诊断、治疗及预后判断的应用价值 一些研究显示甲状腺癌的外侵行为、远处脏器转移和不良预后可能与RAS基因突变有关联。XING等[39]研究发现RAS基因突变与肿瘤去分化生长，肿瘤瘤体过大，侵犯血管生长，远处器官转移，生存率下降相关，同时分析发现RAS基因突变与远处转移器官位置的关系，通过实验得出发生单部位器官远处转移突变率比多器官远处转移的RAS突变率高，从而证明NRASS6可能成为预测远处转移风险的工具。RAS基因的突变不仅仅在PTC中发现，也可在甲状腺其他肿瘤类型及其他组织肿瘤中发现。在FTC患者中，RAS突变发生率较低，其临床价值还需要大量的实验证明。FTC患者肿瘤的失分化及进展均与RAS突变有关，RAS突变和肿瘤转移也存在密切联系，特别是骨骼发生转移，除了FTC和PTC外，RAS基因突变在一些良性滤泡腺瘤中也可见到，因此对FTC的诊断并无特异性，用于良恶性肿瘤的鉴别还存在很大困难。RAS突变可对滤泡腺瘤发展成腺癌具有一定监测作用，以及对有失分化倾向的肿瘤起到监督作用，如若腺瘤检测到RAS阳性，则该腺瘤不适合继续观察，应给予手术切除以防恶变。以往的研究显示，对于甲状腺实性结节的术前FNAB技术对确定肿物病理类型具有很大意义，而RAS的检测也为细胞学阴性或诊断不明确的患者提供了补充诊断[40]。

4 小 结

回顾大量国内外文献可以得出结论，相关基因突变及多个基因联合叠加作用是甲状腺癌发生、发展的重要危险因素之一。通过甲状腺癌的相关基因BRAF、RET、RAS检测，能够早期对甲状腺结节良恶性进行判断，特别是针对PTC，能够有效地避免性质不确定的甲状腺结节腺叶切除，减少了甲状腺疾病患者的有创操作检查，从而在一定程度提高了患者的生活质量。目前基因检测技术发展迅速，通过对甲状腺癌相关基因BRAF、RET、RAS的检测，为甲状腺癌的诊断、治疗及预后判断提供了决定性的向导，同时甲状腺癌患者个体化治疗也将迈进一大步。