黑素瘤相关基因研究进展

周 韬，吴建华

皮肤黑素瘤可能是最危险的皮肤肿瘤，其致死性占皮肤肿瘤死亡数的90%，老年人是最常见的受累人群，青少年亦可发病[1]。黑素瘤在欧洲和美国发病率高，已经居美国肿瘤发病率第5位，在中国的发病率低于美国，但亦呈上升趋势[2]。黑素瘤不仅发生于皮肤，还可累及眼部、黏膜，表现为皮肤黑素瘤、生殖器和黏膜黑素瘤，眼部黑素瘤等临床类型。

早期黑素瘤通过手术切除，预后较好。晚期黑素瘤预后差，中位生存期仅6～9个月[3]。国际癌症和肿瘤基因图谱计划组织（The Cancer Genome Atlas，TCGA）2015年对331例黑素瘤患者基因突变进行综合分析，根据突变特点分为4型：鼠类肉瘤滤过性毒菌致癌同源体B基因（v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B，BRAF）突变型、成神经细胞瘤鼠肉瘤癌基因（neuroblastoma ras viral oncogene homolog，NRAS）突变型、神经纤维瘤病Ⅰ型蛋白基因（neurofibromin 1，NF1）突变型、三野型[4]。近年来，针对部分突变基因的靶向治疗药物在临床上取得了较好的效果，免疫检验点抑制剂对晚期黑素瘤治疗亦出现可喜的进展。本文对黑素瘤相关基因及其特点进行综述，以期为临床实践提供参考。

1 常见突变基因

1.1 BRAF基因

BRAF基因位于人类7号染色体上，编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，该蛋白在调节丝裂原活化蛋白 激 酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信号通路中起作用，影响细胞分裂、分化和分泌。文献报道白种人皮肤黑素瘤中该基因突变比例为40%～60%，主要突变位点是V600E，占80%～90%[3,4]。亚洲人黑素瘤中该基因突变比例较白种人低，为15%～20%，主要突变位点亦为V600E[5,6]。相对NRAS基因、NF1基因突变患者，BRAF基因突变患者较年轻，突变负荷较低，间歇日光损伤病史多见，原发病灶以躯干部位居多[7-9]。学者们对该基因突变对疾病预后的影响存在争论。有研究表明，伴BRAF基因突变的早期患者和Ⅳ期患者，无症状生存期和总生存期均变短[10]。也有研究提示该基因突变时，病灶溃疡发生率增高，诊断分期更容易在Ⅲ期以上，但患者生存率无明显变化[11]。该基因突变在原发灶和转移灶之间是否存在差异亦有争论。Lee等[6]发现转移性灶中BRAF突变明显升高，Leichsenring等[12]认为BRAF突变和NRAS突变在原发灶和转移灶并无差别。美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）于2011年批准针对BRAFV600突变的靶向治疗药物维罗非尼（vemurafenib）用于伴BRAFV600突变的晚期黑素瘤患者的治疗。相对传统化疗药物达卡巴嗪（dacarbazine），该药治疗的患者中位无进展生存期明显延长（6.9个月相对1.6个月），中位总生存期亦增加（13.6个月相对9.7个月）[13]。研究显示该药在伴BRAFV 600突变的中国晚期黑素瘤患者中疗效与在白种人患者中相当[14]。BRAF抑制剂单药治疗一般在6～8个月后出现耐药，基因测序显示半数以上耐药患者存在MAPK/ERK信号传导通路再激活[15]。

1.2 NRAS基因

鼠肉瘤癌基因（ras viral oncogene homolog，RAS）在进化中高度保守，家族有3个成员，分别是H-ras、K-ras、N-ras，其编码产物为P21蛋白。文献报道黑素瘤RAS基因突变主要是N-ras，常见位点是61号密码子处的谷氨酰胺被亮氨酸取代，导致NRAS编码蛋白的过度激活，使细胞不受控制增殖。白种人皮肤黑素瘤NRAS基因突变率在20%左右[4]。Zaremba等[16]研究发现肢端雀斑痣样黑素瘤NRAS基因突变率为28%（14/50）。亚洲人黑素瘤患者NRAS基因突变率低于白种人。Lee等[11]发现韩国黑素瘤患者NRAS基因突变率为12.6%（20/159），其中肢端雀斑痣样黑素瘤该基因突变率为15.8%（13/82）。与BRAF基因突变相比，NRAS基因突变常见于有慢性日光照射损伤病史、年龄偏大的患者，临床类型上更常见于结节型黑素瘤，该基因突变提示原发病灶较厚、有丝分裂活性较高[7]。学者们对该基因突变对疾病预后的影响存在争论。一些学者认为原发病灶的NRAS基因突变对疾病预后没有影响，在转移灶发现该基因突变的患者预后较BRAF基因突变或三野型突变患者要好[7]。也有学者认为该基因突变提示预后不良。Yan等[17]对NRAS基因亚型突变的意义进行了研究，发现亚型2与黑素瘤类型相关，亚型4与肿瘤的厚度和临床分期有关，亚型3和亚型5提示预后不良。针对该基因相关信号传导通路的靶向治疗药物丝裂原细胞外激 酶（mitogen-activated protein kinase kinase-MAPKK，MEK1/2）1/2抑制剂单独应用效果并不理想，临床上多推荐与BRAF抑制剂联用治疗伴BRAF基因突变的晚期黑素瘤患者[7,18]。数据显示，相对于BRAF抑制剂单独使用，联用MEK1/2抑制剂可进一步延长患者无进展生存期和总生存期，降低单药治疗不良反应，延缓耐药的产生。BRAF抑制剂和MEK抑制剂联合治疗伴BRAF基因突变的晚期黑素瘤患者，中位无进展生存期约为12个月[13]。2017年美国FDA已推荐3组BRAF抑制剂和MEK抑制剂联合用于伴BRAFV600突变的晚期黑素瘤患者的治疗，分别是维罗非尼+考比替尼（vemurafenib+cobimetinib）、达拉非尼+曲美替尼（dabrafenib+trametinib）、康奈非尼+比美替尼（encorafenib+binimetinib）[19]。

1.3 肥大细胞/干细胞因子受体（mast/stem cell growth factor receptor Kit，KIT）基因

KIT基因是表达于细胞表面的酪氨酸激酶受体家族成员，在黑素细胞的正常发育过程中发挥作用，其突变和过度表达是肢端雀斑痣样黑素瘤和黏膜黑素瘤的发病机制之一。Gong等[20]对32项研究共5 224例患者进行meta分析，发现KIT基因突变率为9.5%（497/5224），老年患者中该基因突变率明显增高。该作者还发现KIT基因突变与黏膜黑素瘤、肢端雀斑痣样黑素瘤、慢性日光损伤病史正相关，与非慢性日光损伤病史负相关，与肿瘤分期无关。作者比较了种族间该基因突变差异，发现白种人突变率高于亚洲人，但两组在临床特征方面没有显著差异。针对KIT突变的药物已经进行临床试验，16%～26%的患者对第一代酪氨酸激酶抑制剂伊马替尼（imatinib）有反应，无进展生存期在2.8～3.7个月，第二代酪氨酸激酶抑制剂尼洛替尼（nilotinib）效果与第一代差别不大，总体疗效不佳[21]。KIT突变位点并不集中，这可能是酪氨酸激酶抑制剂效果不佳的原因之一。

1.4 G蛋白亚单位αq/G蛋白亚单位α 11（G protein subunit alpha q/G protein subunit alpha 11，GNAQ/GNA11）基因

GNAQ/GNA11基因编码G蛋白（G protein）偶联受体的α亚基，在皮肤黑素瘤中突变比例低（0.01%，3/318）[4]，在葡萄膜黑素瘤中突变率高且为驱动突变基因。Hou等[22]报道中国葡萄膜黑素瘤中GNAQ /GNA11基因突变率为80%（68/85），同时发现该突变与肿瘤转移无明显关联。Lee等[11]对韩国12例葡萄膜黑素瘤患者进行了基因测序，结果显示66.6%（8/12）的患者有该基因突变。目前尚无针对该突变基因有效的靶向治疗药物[7]。

1.5 NF1基因

TCGA报道14%的黑素瘤有NF1基因突变，其中50%左右是功能缺失突变[4]。Cirenajwis等[23]报道该基因突变的黑素瘤患者突变负荷高，具有明显的紫外线损伤突变特征，老年男性多见，预后差。有学者称NF1基因缺失与肿瘤对BRAF抑制剂治疗的抵抗相关[12]。文献对亚洲人黑素瘤NF1基因突变报道较少。

1.6 其他基因

第10号染色体缺失的磷酸酶与张力蛋白同源等位基因（phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10，PTEN）为抑癌基因，主要作用是调节磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K）信号通路，其突变参与黑素瘤的形成，突变方式包括错义突变、插入、删除、表观遗传沉默等。该基因功能缺失被认为是BRAF抑制剂治疗先天抵抗的原因之一[7]。细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂2A基因（cyclin-dependent kinase inhibitor 2A，CDKN2A）编码肿瘤抑制蛋白，在家族黑素瘤中突变比率较高，拥有该突变基因的黑素瘤患者发病更年轻，易发生多发性原发性黑素瘤[3]。融合基因在黑素瘤患者中被广泛检测到，常见的是BRAF基因、NRAS基因、NF1基因、 KIT基因和GNAQ基因之间的融合。＞50%的斯皮茨黑素瘤可见融合基因，这种融合基因在该病的发生中扮演驱动基因[24]。黑素瘤中存在大量非编码基因突变，其中最常见的是端粒酶逆转录酶（telomerase reverse transcriptas，TERT）启动子突变，可见于50%的进展期黑素瘤患者。该突变可能与端粒长度缩短和疾病预后变差相关，TERT基因过度表达可能提示肢端雀斑痣样黑素瘤预后不良[25]。

2 突变特点

2.1 MAPK信号传导通路上关键基因突变

皮肤黑素瘤常见的突变基因为BRAF基因、NRAS基因、NF1基因，这些突变基因通常发生在疾病进展的早期，编码产物在MAPK信号传导通路上发挥关键作用。黑素瘤不同临床类型间基因突变存在差异，如黏膜黑素瘤和肢端雀斑痣样黑素瘤、浅表扩散性黑素瘤之间基因突变特征各不相同，但突变大都影响MAPK信号传导通路功能[7]。研究表明BRAF抑制剂治疗耐药的患者中，50%的患者出现MAPK信号传导通路的再激活，耐药是多基因突变而非单基因突变的结果，可能的机制包括MAPK/ERK信号传导通路多次继发突变、突变BRAF基因拷贝数增加、突变BRAF基因选择性剪接等[13]。联用MEK抑制剂可延迟BRAF抑制剂耐药的产生，可能的作用机制是抑制MAPK信号传导通路的再激活，恢复黑素瘤抗原表达，促进CD8+T淋巴细胞渗入病灶[19]。

2.2 皮肤黑素瘤突变负荷远高于常见实体肿瘤

在常见的肿瘤中，皮肤黑素瘤突变负荷最高。有慢性日光损伤病史的黑素瘤患者基因突变以紫外线介导的基因突变为特征，突变负荷明显高于非慢性日光损伤的患者[7]。有学者认为肿瘤的高突变负荷会增强其对免疫检验点抑制剂的反应，其原因可能是高突变负荷增加了新抗原的暴露[26]。免疫检验点抑制剂用于晚期黑素瘤治疗以来，取得了较好的临床效果。免疫检验点抑制剂包括细胞毒性T淋巴细胞抗原-4抗体（anti-cytotoxic T-lymphocyte antigen 4 antibody，CTLA-4 antibody），如易普利姆玛（ipilimumab）和程序性死亡 蛋 白1 （programmed cell death protein 1，PD-1）抑制剂与程序性死亡配体1（programmed death-ligand 1，PD-L1）抑制剂，如纳武单抗（nivolumab）和帕博利珠单抗（pembrolizumab）。Hodi等[27]使用免疫检验点抑制剂进行一项大样本、多中心、随机对照Ⅲ期临床试验。该试验使用易普利姆玛和纳武单抗联合或各自单药治疗18岁以上、未经治疗、不可切除的Ⅲ期以上黑素瘤患者。经过4年的随访观察，发现易普利姆玛和纳武单抗联合治疗组、纳武单抗治疗组、易普利姆玛治疗组的中位无进展生存期分别是11.5个月、6.9个月、2.9个月，中位总生存期分别是尚在观察中、36.9个月、19.9个月。同时还发现免疫检验点抑制剂治疗效果与患者是否拥有BRAF基因突变无关。该研究为晚期黑素瘤患者的长期生存带来了希望。免疫检验点抑制剂与BRAF抑制剂+MEK抑制剂联合应用的临床试验正在进行中，结果值得期待。

2.3 不同种族和组织学类型间基因突变差异大

白种人黑素瘤最常见的组织学类型是浅表扩散性黑素瘤，占70%，最常见的突变基因是BRAF基因52%、RAS基因28%、NF1 基因14%[4]。亚洲人黑素瘤组织学类型与白种人存在明显差异。韩国人黑素瘤中肢端雀斑痣样黑素瘤和黏膜黑素瘤占比达63.8%（肢端雀斑痣样黑素瘤47.3%、黏膜黑素瘤16.5%），检测BRAF基因、RAS基因突变比率分别为17.6%、12.6%[11]。不同组织学类型黑素瘤基因突变差异大。有慢性日光损伤病史的黑素瘤患者以大量紫外线介导的突变为特征，BRAF基因、RAS基因、NF1基因突变比例高；肢端雀斑痣样黑素瘤有大量拷贝数改变；黏膜黑素瘤患者有大量染色体结构异常，突变负荷较慢性日光损伤型黑素瘤和肢端雀斑痣样黑素瘤低；葡萄膜黑素瘤突变负荷最低[7]。区分种族和组织学类型进行研究有利于发现不同种族和类型黑素瘤基因突变的特点，选择针对性的治疗方案。

3 结语

黑素瘤基因突变复杂，不仅存在大量关键基因突变，还存在大量结构突变和未编码基因突变，这些突变的临床意义值得进一步探讨。不同种族黑素瘤发病率不同，黑素瘤组织学类型构成存在差异，区分种族和组织学类型进行研究有利于发现不同种族和组织学类型黑素瘤基因突变的特点，选择针对性的治疗方案。靶向治疗药物联合应用延长了具有靶基因突变患者的总生存期，免疫检验点抑制剂的联合应用为晚期患者长期生存带来了希望，正在进行的靶向治疗药物和免疫检验点抑制剂联合使用的临床试验结果值得期待。