RET原癌基因在甲状腺癌中的研究进展

焦佳媛，邢久歌，柴宝山

沈阳化工研究院有限公司医药研究室，沈阳 110021

甲状腺癌（thyroid carcinoma）是一种常见的内分泌腺恶性肿瘤，来源于甲状腺上皮细胞的恶性病变。甲状腺癌约占恶性肿瘤发病率的3%~4%，但在过去二十年中，甲状腺癌的发病率呈现快速增长趋势［1］。甲状腺癌按照病理分型可分为乳头状癌（60%）、滤泡腺癌（20%）、未分化癌（15%）及髓样癌（7%）［2-3］。随着甲状腺癌在临床和医学基础研究上的飞速发展，研究发现大多数甲状腺癌伴随基因突变，包含原癌基因的激活性突变和融合性表达，如BRAFV600E突变、RAS 突变及RET、TRK 等基因融合；或抑癌基因的失活性突变或缺失，如TP53、AXIN1、PTEN、APC等基因的突变或缺失，以及PAX8-PPAR 基因融合所致的PPAR 功能失活。

在甲状腺肿瘤的发生过程中，RET（rearranged during transfection）备受瞩目，研究发现RET 参与甲状腺乳头状癌（papillary thyroid carcinoma，PTC）和甲状腺髓样癌（medullary thyroid carcinoma，MTC）的发生发展。实际上，RET在两种癌症中具有不同的作用机制，在PTC 中该基因通常通过染色体重排（命名为RET/PTC）［4］而激活，而在MTC 中RET 的激活由种系或体细胞的突变决定［5-6］。在本综述中，我们进一步讨论了RET 原癌基因在PTC 和MTC 患者中的致病、诊断和预后方面的作用，以期为RET 活化引起的甲状腺癌的治疗提供理论依据。

1 RET原癌基因

1.1 RET基因

1985 年，在重组DNA 实验中，首次发现RET原癌基因［7］。RET 基因定位于常染色体10qll.2，编码两个分子量分别为175 kD 和150 kD 的蛋白，经糖基化修饰后，整合于细胞膜，RET蛋白的胞内区具备酪氨酸激酶功能，它的表达具有组织特异性。RET 原癌基因编码的受体型酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）具有富含半胱氨酸的钙粘连素样细胞外区、跨膜区和催化酪氨酸激酶结构域（tyrosine kinase，TK）［8-9］。受体与配体结合后胞内区的TK 磷酸化，激活下游信号转导通路，调节细胞生存并诱导细胞增生［10］。RET 的配体是神经胶质细胞来源的神经营养因子（glial cell-line derived neurotrophic factor，GDNF）家族，能够激活C-RET（RETc634w）胞内酪氨酸激酶结构域，募集诸多信号分子，如接头蛋白Grb2、Grb7、Grb10及PLCγ、Shc、Enigma、Frs2、Gab、paxillin、IRSI、PKA 等，RET激活会导 致RAS/Raf/MAPK、PI3K/AKT及JNK、PLC、Src等信号通路的活化。

研究表明，RET 通过与其配体GDNF 等及其特异受体GFRα（GDNF receptor）形成复合物来传递信号［11］，所以RET 基因重排产生的融合蛋白不仅能够激活TK区的激酶活性，还可能改变与其结合的蛋白复合物的组成，从而引起激酶活性及信号转导途径的变化；此外，融合蛋白失去了RET 的胞外区、跨膜区，定位由原癌蛋白RET 的细胞膜转移至细胞浆表达，这可能使其易于接近作用底物或RET 原癌形式蛋白不能结合的蛋白，改变其正常情况下的信号转导途径，进而调节细胞的增殖、存活及迁移等情况。

1.2 RET基因的融合

RET原癌基因发生融合突变的分子机制类似于ALK 融合［12］，如KIF5B（kinesin family member5B）-RET 通过第10 号染色体上的一个臂间倒位产生，而EML4-ALK作为最常见的ALK融合形式，通过在第2 号染色体的一个臂内倒位发生。RET 基因通过本身断裂与其他基因接合的方式发生重组，成为一个新的融合基因，通过RET 酪氨酸激酶的活化逃脱配体的调控，进一步自我磷酸化，从而增强信号转导功能，促使激酶的活化以及原癌基因的转化，诱发肿瘤生成［13］，因此，RET 基因通过融合突变的方式驱动肿瘤的发生发展。RET基因发生融合突变的基因包括KIF5B（10p11.22）、CCDC6（10q21）、TRIM33（1p13.1）、NCOA4（10q11.2），其中在非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）中KIF5B-RET型最常见。

2 RET的致病机制

RET原癌基因的改变对于RET的激活已经在PTC及MTC 中发现，然而对于特定类型的甲状腺癌中RET 的激活机制是存在差异的。在MTC 中，RET 的激活机制通常为点突变或者基因的缺失及插入，而染色体重排的激活机制只在PTC 中被发现。值得注意地是，这种原癌基因激活的双重机制也存在于与甲状腺癌相关的其他基因中。例如，BRAF基因是PTC发育中的另一个关键致癌基因，可以通过点突变［14］和染色体重排来激活［15］，这表明不同的突变机制可能是导致甲状腺癌发生的不同病因。

2.1 MTC中的点突变

近十余年的研究发现，在染色体10q11.2区的RET 原癌基因的突变与遗传性MTC 的发病密切相关，尤其与多发性内分泌腺瘤（multiple endocrine neoplasia 2，MEN2）之间的关联已经被确认［5，16］。在A 型多发性内分泌腺瘤（MEN2A）和家族式的MTC中，典型突变位于胞外富含半胱氨酸区域。大多数MEN2A 突变的位点位于密码子634，家族式的MTC 几乎全部分布在富含半胱氨酸区域［17-18］。B型多发性内分泌腺瘤（MEN2B）大多数种系突变位于918 密码子，发生在胞内RET 的TK 区域，这些突变被认为改变了RET 酶的底物特异性，导致胞内异常蛋白的持续磷酸化［19］。

在散发性MTC 中，有20%~80%的RET 基因的体细胞会发生突变，大多数突变位于第918密码子。这些突变发生在肿瘤的变异体或者转移淋巴的亚型中，但对于肿瘤的发生并不是必须的。然而，无论激活哪种点突变类型，最终的效应均可导致MAPK 及PI3K 级联信号通路失调，致使细胞异常生长及分化［20］。

尽管散发性MTC中最常见的RET体细胞改变是点突变，但缺失和插入也有报道［16，21-22］。例如，在RET的不同密码子上发现了体细胞突变，外显子16 的Met918Thr 是最常报道的突变点［23］。目前，只有紫外光照射可能为已经明确的RET 点突变激活或超激活的诱导剂［24-25］。

2.2 PTC中的染色体重排

在PTC 中一种常见的基因改变是RET/PTC重排，是RET 编码受体酪氨酸激酶基因（RTK）的3'末端序列和其他基因的5'末端序列并置而形成的嵌合基因［14］。PTC 中的染色体重排有多种类型，常见的有RET/PTC1 和RET/PTC3 臂内倒位，与H4 或NCOA4（ELE1）嵌合基因同在10 号染色体。RET/PTC2 和其他9 种类型属于染色体异位［26-27］。所有的嵌合基因保留了与RET 受体结合酪氨酸激酶区域的完整性，使得RET/PTC 原癌基因能够结合SHC（Src homology 2 domain containing），且激活RAS-RAF-MAPK信号级联反应。

目前发现能与RET重排的基因多达10种［28-30］，包 括PRKAR1A、NCOA4、KTN1、RFG9、HOOK3等，它们的启动子区及部分编码区与RET 的TK区融合形成不同类型的融合基因，分别称为PTC1、PTC2、PTC3、PTC4、PTC5等。

PTC 重排虽然罕见，但在低分化甲状腺癌中发现了RET/PTC 重排［31］，主要发生在与分化成分相关的癌细胞中［32］，因为PTC 与RET/PTC［33］重排向去分化的方向发展。

3 RET在诊断中的作用

3.1 MTC中RET的诊断作用

RET 原癌基因检测遗传性MTC 与RET 基因获得性功能突变有关，80 种不同RET 突变外显子5、8、10、11、12、16和19与遗传性MTC 有关［34］。大部分是单核苷酸错义突变，引起RET 激酶和下游信号通路的激活，下游通路包括RAS/RAF/MAP、PI3K/AKT 和STAT3，致使细胞生存、增殖、迁徙和分化。

RET 的基因筛查对于诊断早期MEN2 患者具有重要作用。临床上一旦在1 例MEN2 家族患者中发现RET 种系突变，所有一级亲属都会被建议进行RET 突变筛查，以识别是否携带相同的突变。这种方法的主要目的是识别RET 基因突变的携带者，从而使这些患者能够得到早期治疗。RET 基因未发生突变的家庭成员患MTC 的风险类似于普通人群，无需进一步临床检测，RET的早期筛查使得MTC的恶化率大大降低［35］。

3.2 PTC中RET的术前诊断作用

甲状腺肿瘤术前诊断常用细胞学检查的方法［36］。然而，单纯通过细胞学检查的病例中，25%的甲状腺癌患者并未被明确诊断，只有通过手术切除的甲状腺结节的组织学检查能够提供明确的诊断［37］。在过去的二十年，遗传基因的改变导致PTC 的发生率逐渐增长，同时对于PTC 的术前诊断方法也愈受关注。一些研究表明［38］，RET/PTC重排在肿瘤的发生以及肿瘤浸润中发挥作用，因此尽管术前对RET/PTC 重排进行检测有假阳性的可能，但其仍有助于进一步优化手术方案、判断预后。对于RET/PTC 重排，目前逆转录聚合酶链反应（reverse transcriptase polymerase chain reaction，RT-PCR）、荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH）、Southern blot等技术都有较高的可信度［39］，也可以作为诊断的其他参考手段。

4 RET在预后中的作用

当前，遗传性MTC 外科治疗方案与散发性MTC 相似，首选手术完整切除，但是，近半数存在淋巴结转移，且仅有10%的病例有手术机会［40］。因此，高风险家族成员RET基因突变筛查非常重要，在肿瘤恶变之前，可在临床上提前行预防性甲状腺切除，同时监测是否存在嗜铬细胞瘤和甲状旁腺功能亢进［41］。与乳头状癌和滤泡癌比较，MTC临床行为更具有侵袭性，预后更差，致死率高，局限性患者10 年生存率大于90%，但区域性浸润和远处转移患者，生存率分别降至78%和40%［42］。

总之，临床诊治遗传性MTC，需要对整个家族进行长期随访，必要时全家族应行RET 基因突变检测，做到早发现、早治疗。

RET 点突变对MTC 预后的生物学和临床意义已得到充分证实［43］，然而RET/PTC 染色体重排作为PTC预后标志物仍存在争议。一些RET/PTC重排的患者似乎没有发展为去分化或未分化癌［44］。在前苏联切尔诺贝利核泄漏事故后发生RET/PTC3重排的儿童甲状腺癌病例中，证实了更具攻击性的表型与疾病晚期严重程度呈正相关［45］。特别是，RET/PTC3重排经常存在于具有侵袭性的固体肿瘤中，而RET/PTC1 重排在不具侵袭性的肿瘤中发生更为普遍［38］。这种关系已在散发性PTC 中得到证实，因为在诊断时存在RET/PTC3 重排与肿瘤大小和疾病发生时间早晚存在相关性［46］。RET重排的预后作用已在其他研究中得到证实，并强调了RET/PTC3 在转移性扩散中起作用［47］。综合以上结果，尽管具有RET/PTC重排的PTC 发展为去分化癌或未分化癌的概率较低，但与具有其他突变的甲状腺癌相比，仍具有高度的局部扩展率、淋巴结转移率以及更低的生存率。

5 展望

RET原癌基因已被证实不但与甲状腺髓样癌（MTC）和乳头状癌（PTC）相关，在其他恶性肿瘤中也具有致癌驱动作用。虽然目前尚未发现针对RET 基因突变阳性患者的特异性RET 抑制剂，但一些多靶点酪氨酸激酶抑制剂已被应用于临床，如凡德他尼（vandetanib）、卡博替尼（cabozantinib）、索拉菲尼（sorafenib）等，它们可抑制RET 和VEGFR2等肿瘤相关靶点。虽然RET抑制剂的开发是研究热点，但随着RET多突变的发生，开发能够克服突变点的抑制剂至关重要。鉴于该研发领域的快速增长，发掘有效的RET 抑制策略以及这些策略在RET 驱动的甲状腺癌和非甲状腺癌中的潜在优势迫在眉睫。