分化型甲状腺癌相关基因的研究进展

孙文杰 卢彦祺 牟兴宇 付巍

桂林医学院附属医院核医学科 541001

甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤，占所有恶性肿瘤的1.1%[1]。DTC约占所有类型甲状腺癌的90%，其中以甲状腺乳头状癌（papillary thyroid cancer，PTC）最为多见，约占80%，甲状腺滤泡癌（follicular thyroid carcinoma，FTC）约占10%[2]。PTC较易发生颈部淋巴结转移，预后较好；而FTC预后仅次于PTC；但也有部分DTC患者会发生肺、骨、脑等远处转移或失分化，预后较差。近年来，随着对甲状腺癌的研究深入到基因层面，许多基因如V-raf鼠类肉瘤滤过性病毒致癌基因同源体B1（V-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1，BRAF）、端粒酶逆转录酶（telomerase reverse transcriptase，TERT）、大鼠肉瘤（rat sarcoma，RAS）、受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RET）/PTC、配对盒基因8抗原（paired box 8，PAX8）/过氧化物酶体增殖物激活受体γ（peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ）等被发现与甲状腺癌的发生、发展以及预后有着密切的关系，在甲状腺癌的诊断、治疗以及预后评估等方面起着重要作用[3]。我们对在DTC病程中发挥重要作用的一些基因进行综述。

1 DTC相关基因突变机制及其在诊疗中的作用

1.1 BRAF基因

BRAF基因为原癌基因，可以编码细胞内的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，该激酶为丝裂原活化蛋白激酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）信号通路中的重要组成部分，可对细胞的增殖和生长过程进行调节[4]。T1799A点突变是所有BRAF基因突变中最常发生和检测最多的突变，它会导致催化中心附近的第600位氨基酸残基上的缬氨酸被谷氨酸所代替（BRAFV600E基因突变），进而导致MAPK通路始终处于活化状态，即会导致正常的细胞周期失控，最终引发癌变[5]。

Xing等[6]回顾性分析了2099例PTC患者中BRAFV600E基因突变与肿瘤复发的关系，研究结果显示，48.5%的PTC患者中存在BRAFV600E基因突变，且BRAFV600E基因突变的PTC患者的肿瘤复发率为20.9%，无BRAFV600E基因突变的PTC患者的肿瘤复发率为11.6%，这表明BRAFV600E基因突变对PTC的复发有独立的预测价值，BRAFV600E基因突变往往提示PTC复发风险增加。有研究结果表明，BRAFV600E基因突变与甲状腺微小乳头状癌的原发灶大小、包膜浸润及淋巴结转移有关[7]。Zhao等[8]研究结果显示，与单独使用甲状腺细针抽吸细胞学（fine-needle aspiration cytology，FNAC）检查相比，FNAC结合术前BRAFV600E基因突变分析可以显著提高甲状腺结节的诊断准确率和灵敏度。有研究结果表明，BRAFV600E基因突变的患者钠碘转运体（sodium-iodide symporter，NIS）蛋白的表达水平降低，分化更差，摄碘能力减弱[9]。已有临床试验结果表明，对于病灶摄碘能力差或不摄碘的患者，采用BRAFV600E抑制剂如维罗非尼和达拉非尼等治疗可以取得一定的效果[10]。

综上所述，BRAFV600E基因突变对PTC患者的复发有着重要的预测作用，并且与甲状腺微小乳头状癌的特征有关。其与FNAC联合应用对于诊断甲状腺结节的性质具有重要价值。另外，BRAFV600E基因突变的患者往往肿瘤分化差，摄碘能力弱，对这部分患者采用BRAFV600E抑制剂治疗有一定的效果。

1.2 TERT基因

端粒在保持染色体的稳定性和DNA复制的完整性中意义重大。端粒酶是一种在细胞中起着端粒延长作用的酶。端粒酶组成部分之一的TERT有着催化逆转录的作用，TERT基因突变主要包括C288T和C250T 2个位点的突变，该突变可使端粒酶过度表达，引起细胞无限复制，从而导致癌症的发生[3,11]。

在各种类型的甲状腺癌中，TERT基因突变总发生率约为14%，其在分化良好的PTC中发生率最低（10%～13%），但在有被膜、邻近组织受累及远处转移等肿瘤侵袭性增强的患者中，其发生率显著升高，在未分化和间变性甲状腺癌中突变发生率达40%左右[11]。Asaad等[12]分析了50例甲状腺癌、5例结节性增生和5例滤泡性腺瘤（follicular adenoma，FA）患者TERT基因的表达情况，结果显示，甲状腺癌患者中TERT基因的阳性表达率为86%，而在结节性增生和FA患者中均无TERT基因的表达，这表明TERT基因突变对诊断甲状腺疾病的良恶性有着重要意义。有研究结果显示，相比于BRAF基因突变，TERT基因突变与患者病灶发生碘耐受的关系更加密切，这表明TERT基因突变可作为一种预测放射性碘耐受的新方法[13]。Jin等[14]进行的一项荟萃分析结果显示，TERT基因突变更易出现在年龄较大的患者中，且与肿瘤大小、腺外侵犯、远处转移、晚期TNM分期、肿瘤复发及生存率降低等有关。

近年来，TERT基因突变联合BRAF基因突变在甲状腺癌中的作用受到国内外许多研究者的关注。有研究者对BRAFV600E与TERT启动子联合突变的研究进展进行综述，在PTC中BRAFV600E基因突变和TERT基因突变存在正相关关系，且二者联合突变在PTC患者的恶性病理特征（高龄、更大的肿瘤长径、腺外侵犯、远处转移、高TNM分期）及不良预后（复发和死亡）中发挥着协同作用[15]。有研究结果表明，BRAF基因突变特别是其联合TERT基因突变与复发性PTC中放射性碘亲和力的丧失和碘代谢机制的破坏密切相关，这显示出其对放射性碘治疗PTC失败的强有力的预测参考价值[16]。

综上所述，TERT基因突变在DTC的诊断中具有重要的辅助诊断价值。TERT基因突变的DTC患者更容易出现腺外侵袭、远处转移和肿瘤复发等预示肿瘤侵袭性增强的因素，从而导致患者生存率较低。另外，TERT基因突变的患者更容易出现放射性碘亲和力的丧失，因而对此部分患者进行多次放射性碘治疗后可能更容易出现放射性碘耐受，这提示临床医师对其后续治疗方式的选择应该更加慎重。

1.3 RET/PTC融合基因

RET原癌基因编码的RET蛋白属于受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）家族中的一种，它包括细胞外区、跨膜区及细胞内的酪氨酸激酶区3部分，RET基因突变一般出现在跨膜区与酪氨酸激酶区域之间的内含子中，RET基因在此处会发生断裂，只保留酪氨酸激酶区，而酪氨酸激酶区会与一个异源基因的5′末端融合形成RET/PTC融合基因，目前已发现10余种RET/PTC基因重排，其中RET/PTC1～3最常见，它们的异源基因分别为H4、RIα、ele1[17-18]。PET/PTC重排会导致甲状腺滤泡细胞RTK激活，并最终导致MAPK通路始终处于活化状态，使正常的细胞周期失控，并抑制其凋亡[19]。

Wang等[20]的研究结果显示，RET/PTC基因重排在我国PTC患者中发生率较低，且随着患者年龄的增大而降低，另外，不同类型的重排与不同的临床病理特征有关，但与淋巴结转移无关。Ming等[21]进行的回顾性分析结果显示，约有33%的PTC患者发生RET/PTC基因重排，而且>45岁的患者RET/PTC基因重排率高于<45岁的患者。一项分析48例甲状腺肿瘤患者RET/PTC基因重排与临床病理关系的研究结果显示，RET/PTC3基因重排与性别（P=0.04）、TSH水平升高（P=0.003）、淋巴结转移（P=0.049）等临床病理参数显著相关[22]。张星等[23]回顾性分析了114例PTC患者，其中，共有74例患者合并有结节性甲状腺肿或桥本甲状腺炎，而另外40例患者无合并疾病，最后发现排除这2种合并的疾病对PTC的影响后，RET/PTC基因重排与甲状腺癌病灶数量增多有着密切关系。RET/PTC基因重排在PTC的FNAC穿刺物中阳性率为5%～35%，因此，这种基因重排不适于单独筛查甲状腺癌[24]。RET/PTC基因重排可调节RET/PTC-RAS-RAF-MEK-MAPK信号转导通路（RAF为V-raf鼠类肉瘤滤过性病毒致癌基因同源体；MEK为丝裂原细胞外激酶），使酪氨酸激酶残基磷酸化，其与碘难治性甲状腺癌的发生和发展有着密切关系，酪氨酸激酶抑制剂如乐伐替尼、索拉非尼、卡博替尼和凡德他尼等均可用于碘难治性甲状腺癌的治疗[25]。

综上所述，目前RET/PTC基因重排在不同地区的发病率及其与患者的年龄、淋巴结转移等因素的关系尚有争议，且由于RET/PTC基因重排在甲状腺良性病变中也可检出，因此，单独检测RET/PTC基因重排对PTC的诊断意义有限，但RET/PTC融合基因与其他基因的联合检测或许可为PTC的诊断及预后评估提供重要的参考价值。对于碘难治性甲状腺癌，RET抑制剂或具有一定的疗效。

1.4 RAS基因

RAS基因家族包括N-RAS、H-RAS和K-RAS等成员，其中，N-RAS是人神经母细胞瘤DNA感染NIH3T3细胞实验中发现的与RAS类似的基因；H-RAS是从Harvey大鼠肉瘤病毒中克隆出来的转化基因；K-RAS是从Kirsten大鼠肉瘤病毒中克隆出来的转化基因，K-RAS基因突变常见于恶性肿瘤中。RAS基因突变可见于约81%的胰腺癌患者中。RAS基因的编码产物是一种G蛋白，正常状态下该蛋白与二磷酸鸟苷（GDP）结合处于失活状态，参与下游途径的信号转导。RAS基因突变时会导致其三磷酸鸟苷（GTP）酶活性下降，即RAS始终以三磷酸鸟苷（GTP）结合形式存在，从而处于持续活化状态，激活下游MAPK级联反应，引起细胞过度增殖[26]。

RAS基因突变常见于30%～45%的FTC、30%～45%的滤泡性变异型甲状腺乳头状癌（follicular variant papillary thyroid cancer，FVPTC）、20%～40%的低分化型甲状腺癌以及10%～20%的间变性甲状腺癌中，少见于经典型PTC中，RAS基因突变也见于20%～25%的良性FA中[27]。一项meta分析结果显示，在FNAC不能确定RAS突变状态的情况下，RAS基因突变诊断恶性肿瘤的灵敏度为34.3%，特异度为93.5%，这表明对任何RAS基因突变的检测均不太可能改变细胞学不确定的甲状腺结节的临床治疗[28]。Jang等[29]的研究结果显示，在FTC中RAS基因突变，尤其是N-RAS第61位密码子突变与FTC发生远处转移显著相关（P=0.02）。有研究结果表明，即使组织病理学结果证实为恶性，而仅单独存在RAS基因突变的肿瘤其侵袭性也是有限的，这些肿瘤通常是没有如甲状腺外侵犯、淋巴结转移和远处转移等肿瘤侵袭性行为的FVPTC，其治愈率很高，预后良好[30]。

目前，RAS基因突变在临床上已逐步用于诊断甲状腺结节的良恶性，但其灵敏度较低，单独检测即使为阴性时，甲状腺结节仍有恶性可能，需与TERT等基因联合检测进行判断。RAS基因突变对FTC及FVPTC的预后判断有着重要意义，但在其他类型PTC中的作用尚不清楚。

1.5 PAX8/PPARγ融合基因

PAX8是一种特异性转录因子，可以激活编码甲状腺球蛋白（Tg）、甲状腺过氧化物酶（TPO）、NIS和促甲状腺激素受体（TSHR）内源基因的表达，促进甲状腺细胞的分化[31]。PPARγ基因位于染色体3p25，是一种细胞核内受体转录因子亚型的过氧化物酶体增殖物激活受体，在调节脂肪细胞分化、脂肪和碳水化合物的代谢、细胞增殖与分化等方面起着重要作用[32]。PAX8/PPARγ基因重排是由于染色体t（2；3）（q13；p25）出现易位，导致PAX8的DNA结合域与PPARγ的A～F域融合，进而表达融合蛋白，诱发肿瘤的发生[33]。

一项对24例日本FTC患者的PAX8/PPARγ基因重排情况的分析结果显示，只有1例（4%）患者检测到PAX8/PPARγ融合基因，这表明PAX8/PPARγ基因重排可能与地域分布以及人群种族有一定关系，日本人典型饮食中的高碘摄入量也可能影响FTC中PAX8/PPARγ基因重排的发生率[34]。Castro等[35]对40例FVPTC、27例FTC和12例FA患者临床资料的分析结果显示，PAX8/PPARγ基因重排在FVPTC中的发生率为37.5%，在FTC和FA中分别为45.5%和33.3%。有研究结果表明，PAX8/PPARγ基因重排的FTC患者多数年龄较小，肿瘤体积较小、有癌巢样生长结构且多伴有血管浸润[36]。融合蛋白的表达可使PAX8表达水平降低，进而抑制NIS的表达，降低摄碘能力[37]。有报道指出，PPARγ激动剂（噻唑烷酮类药物，如罗格列酮等）可以诱导失分化细胞上皮间充质转化的部分逆转，促进再分化，从而使NIS的表达水平升高，为恢复放射性碘敏感性提供可能，给部分具有侵袭性甚至出现失分化FTC患者的治疗带来帮助[38]。

综上所述，PAX8/PPARγ基因重排可能与地域、种族和饮食等因素有关，由于其也可以见于部分FA患者中，所以尚不能单独用于FTC的诊断。另外，该基因重排可能与肿瘤的生长特点有一定关系，PPARγ激动剂也可以为部分碘难治性FTC的治疗提供帮助。

1.6 TP53基因

人类的TP53基因位于染色体17p13，其编码产物p53拥有转录因子活性。TP53基因突变被认为是癌症中最常见的基因改变之一，在约50%的人类恶性肿瘤中可以检测到[39]。当DNA发生损伤时，p53会发挥转录因子活性作用，使细胞停滞于G1期，并参与DNA的复制和修复，若损伤未能成功修复，p53则会启动凋亡程序使细胞程序性死亡，防止细胞癌变。TP53基因突变时，一方面会使野生型p53失去抑制细胞过度增殖的作用，另一方面，突变的TP53基因具有致癌作用，进而导致肿瘤发生。

TP53抑癌基因突变广泛发生于各种肿瘤中，有研究报道，p53在低分化型甲状腺癌和未分化型甲状腺癌中的发生率似乎明显高于高分化型甲状腺癌，这表明TP53基因突变可能会触发肿瘤去分化，在肿瘤向低分化和未分化癌发展中起直接作用[40]。国外的研究结果表明，p53阳性是PTC患者局部淋巴结转移复发的重要危险因素[41]。最近有研究者指出，p53修复剂CP-31398与索拉非尼具有协同作用，而p53异常的未分化甲状腺癌患者通常对索拉非尼单独治疗的反应很差，因此，CP-31398对这部分患者具有潜在的临床应用价值[42]。

综上所述，TP53基因突变通常提示着肿瘤的失分化，可以辅助我们诊断甲状腺癌以及评估患者的预后情况。其修复剂对于未分化甲状腺癌患者的治疗也有一定的临床价值。

2 小结与展望

如何对甲状腺癌进行早期诊断和预后评估，从而选择合理的治疗方式是目前临床医师急需解决的问题，多种基因的突变使我们可以从分子生物学水平检测相关基因的变化，从而解决这个问题，但单一基因的检测往往具有局限性，如何联合多种基因检测应用于甲状腺癌的诊断、预后评估、治疗和疗效监测等方面仍是临床实践中面临的重要问题。

利益冲突本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。

作者贡献声明孙文杰负责文献的检索、综述的撰写；卢彦祺、牟兴宇负责综述的修改；付巍负责综述的审阅。