第二节　甲状腺癌相关分子病因

甲状腺癌分子病因学研究的进展是靶向治疗的基础，目前学术界广泛认可的观点：甲状腺癌是单克隆基因选择性疾病，RET、BRAF、RAS等基因突变可能导致甲状腺癌发生。但不同类型的甲状腺癌存在不同的致瘤性事件或不同的信号转导通路，例如PTC，有研究显示其下游分子通路呈现两极化，分别主导肿瘤的发生与发展（图4-2-1）。

一、甲状腺非髓样癌

甲状腺非髓样癌主要包括甲状腺乳头状癌、甲状腺滤泡癌、甲状腺低分化癌和未分化癌。近年来，随着分子生物学研究的不断深入，相关分子病因与甲状腺非髓样癌的发生、发展和转归的关系取得了很大进展，BRAF、RAS、TP53等基因突变、TERT启动子突变等分子层面的改变与不同类型的甲状腺非髓样癌具有相关性。这些研究成果对于更好地理解甲状腺癌的生物学特性、病理诊断、预后推断以及临床治疗都有着重要的实用价值。关于分子病因与甲状腺非髓样癌之间关系详见本书相关章节。

二、家族性非髓样甲状腺癌

大多数文献将家族性非髓样甲状腺癌定义为家族一级亲属中有2例或2例以上甲状腺滤泡上皮细胞起源的甲状腺癌患者，FNMTC约占甲状腺癌的3.5%～6.0%，绝大多数为甲状腺乳头状癌，低、未分化癌非常罕见。较多研究认为与散发性非髓样甲状腺癌（sporadic nonmedullary thvroid cancer，SNMTC）相比，FNMTC多中心病变率高、腺外侵犯及颈部淋巴结转移率高，预后较差。天津医科大学肿瘤医院对36例FNMTC和95例SNMTC进行回顾性分析，发现两者在年龄、双侧腺叶发病、多灶病变、伴发甲状腺良性结节及颈部淋巴结转移方面存在统计学差异，FNMTC和SNMTC在≥45岁患者中的比例分别为41.7%和63.2%，双侧腺叶发病的比例分别为33.3%和12.6%，多灶病变的比例分别为55.6%和22.1%，合并甲状腺良性结节的比例分别为47.2%和27.4%，颈部淋巴结转移率分别为75.0%和53.7%。浙江省肿瘤医院一项关于家族性甲状腺乳头状癌较大规模的病例匹配对照研究显示，家族性甲状腺乳头状癌患者和散发性甲状腺乳头状癌患者在肿瘤多灶性、双叶累及和伴随结节性甲状腺肿等方面差异具有统计学意义，亲子型较同胞型的家族性甲状腺乳头状癌患者发病年龄更早。此外，亲子型中第二代患者与第一代患者相比，有更早的发病年龄，更容易伴发桥本甲状腺炎，且更容易复发，而第一代患者则更容易伴发结节性甲状腺肿。但也有研究认为FNMTC与SNMTC相比，生物学行为并没有差异，并没有显示更强的侵袭性。

自Robinson和Orr首次报道 FNMTC，至今已有 50余年，却尚未明确其特异性致病基因及发病机制。目前，与FNMTC相关的家族遗传性肿瘤综合征已得到较为全面的研究，主要包括Gardner综合征、Cowden综合征、Carney以及Werner综合征等，上述肿瘤相关综合征详见本书相关章节。

对于那些单独发病的FNMTC的分子遗传学知之甚少。近年来，越来越多的分子遗传学研究显示，FNMTC存在遗传倾向，其遗传形式是常染色体显性遗传并伴有不完全显性。目前研究发现了6个FNMTC潜在性易感基因位点，我们将逐一阐述。

1.MNG1 14q32位点

1997年Bignell等对加拿大大家系的18名结节性甲状腺肿（其中有2例甲状腺乳头状癌）开展研究，发现位于14q32的MNG1可能是FNMTC的一个潜在易感基因位点。为了进一步证实，Bignell等对37个较小的谱系（每个谱系至少包含2例NMTC）进行研究，结果显示MNG1与FNMTC之间没有明显的关联，另外多项研究也证实这一结论。一项来自56个家系的150个个体（128位NMTC）的研究显示14q32位点的MNG1与FNMTC无明显相关性；McKay等在含33位成员的塔斯马尼亚大家族的FNMTC研究、Malchoff等对美国一个三代PTC亲属连锁分析研究、Cavaco等对7个家庭包含20位FNMTC的研究均没有找到MNG1位点与FNMTC的关联性。综合上述相关研究，表明MNG1位点可能不参与FNMTC，也许只有少数合并有结节性甲状腺肿的FNMTC可归因于MNG1，或者MNG1只是结节性甲状腺肿单独携带的基因，而非FNMTC，而明确结论有待进一步研究。

2.TCO 19p13.2位点

Canzian等报告一个法国家系，这个家系中有多代成员患有合并多发性甲状腺肿的乳头状甲状腺癌，并首次把易感基因定位于19p13.2，命名为TCO。这种家族性PTC又被称为TCO（thyroid tumor with cell oxyphilia，嗜酸细胞性甲状腺肿瘤），由于这部分细胞的嗜酸性是由于细胞中含有大量的线粒体，所以Bonora等研究了19p13.2中与线粒体有关的基因，结果发现了TIMM44（一种线粒体内膜的转运蛋白）的2个新的种系突变体，但在体外试验中并未发现这些突变体对细胞表型有大的影响。TCO肿瘤大部分是由嗜酸性细胞组成，所以学者推测TCO仅仅与FNMTC伴发嗜酸性细胞浸润相关。但Bevan等学者的研究又推翻了这一猜想。他们对22个FNMTC家庭展开研究，仅仅发现其中1个家庭发病与TCO相关，而这个家庭的甲状腺癌却不伴发嗜酸性细胞的浸润。Prazeres等分析了19p13.2（TCO）和 2q21（NMTC1）处的杂合子缺失情况（loss of heterozygosity，LOH），结果显示这两个位点存在 LOH，提示杂合子的缺失导致这两处的某些抑癌基因的失活进而导致肿瘤的发生，TCO可能发挥肿瘤抑制基因的作用。McKay等学者的相关研究也推测TCO和NMTC1可能相互作用以增加FNMTC的风险。但后续的大样本相关研究提示TCO与FNMTC之间并没有必然联系，TCO位点也许只是存在于少数伴有嗜酸性肿瘤细胞的FNMTC中。

3.fPTC/PRN 1q21位点

Malchoff等学者通过对一个美国家系研究发现，合并有乳头状肾癌的FNMTC具有常染色体显性遗传的特点，而且女性发病率多于男性，利用基因连锁分析将易感基因位点定位于1q21，命名为fPTC/PRN，并排除了MET基因（家族性乳头状肾癌的易感基因）作为易感基因的可能性。相同结论也见于Suh等的报道，此研究涉及38个FNMTC家系的110名亲属，其中包括49名受累者和61名未受累者，采用SNP阵列杂交为基础的混合连锁分析和基因分型，并通过计算LOD值，发现特异的基因位点也在染色体1q21。另两项涉及29个不合并乳头状肾癌的FNMTC家系研究提示，FNMTC的发生与fPTC/PRN无明显相关性。上述研究提示，fPTC/PRN是FNMTC合并乳头状肾癌的一个特殊携带的基因位点。

4.NMTC1 2q21位点

McKay等学者报道了FNMTC的另一潜在性易感基因：位于2q21位点的NMTC1，NMTC1与TCO的相互作用增加了FNMTC的发生风险。另一项通过全基因组扫描之后进行单体型分析的研究显示，一个谱系中8名患有PTC的受试者中有7人在染色体2q21上共享共同的单体型。进一步研究在一项涉及80个FNMTC的谱系中进行，结果显示FNMTC与2q21位点存在连锁，对存在滤泡性变的FNMTC，2q21位点的连锁性更高，推测NMTC1是合并滤泡性变的FNMTC的潜在基因位点。而一项涉及7个FNMTC家系的研究却没有发现 NMTC1与FNMTC存在连锁。

5.端粒-端粒酶复合体

在80%～85%的癌细胞中，增强端粒酶的活性有助于延长细胞的生存，Capezzone等学者基于这一点，在47位FNMTC中探讨了端粒-端粒酶复合物发挥的作用。研究发现，与散发性的PTC相比，FNMTC患者的端粒长度显著缩短，端粒酶反转录酶（hTERT）基因扩增更高，hTERT mRNA表达更高。但是该项研究没有进一步报道hTERT基因突变或端粒酶RNA的突变情况，学者猜测端粒酶活性的增加可能是由直接上调端粒酶基因表达的基因突变引起的。端粒-端粒酶复合物与FNMTC之间确切机制有待进一步明确。

6.FTEN 8p23.1-p22位点

Cavaco等利用SNP阵列平台对一个含11例甲状腺良性疾病和5例甲状腺癌的家系进行高密度单核苷酸多态性全基因组连锁分析，发现8p23.1-p22位点的FTEN与FNMTC连锁相关。但在该基因被确认为FNMTC潜在相关基因之前，进一步的研究是必要的。

当然，也有学者提出了不一致的研究，如Tsilchorozidou等的研究排除了TCO、fPTC/PRN在FNMTC家系中的作用，这可能与FNMTC本身是一个遗传异质性的疾病，或者研究者所选择的病例不是单一表型的FNMTC有关。Cavaco等对包含27例甲状腺疾病（其中22例PTC，6例FTC，1例结节性甲状腺肿）的8个葡萄牙家系进行研究，利用基因连锁分级和杂合子缺失（LOH）分析，发现 fPTC/PRN、NMTC1、MNG1和TCO四个候选位点不经常参与FNMTC的肿瘤形成，表明在FNMTC肿瘤进展中，存在RAS/RAF通路内原癌基因的体细胞激活，这为FNMTC的机制研究提供了一种新的思路。

尽管各项研究结果不尽相同，单发FNMTC的易感基因还未最终确定，但是 1q21、19p13.2、2q21、14q32 等染色体位点是较为可能的易感基因可能存在的位点，与FNMTC发生密切相关。目前相关研究已经排除了一些可疑基因导致FNMTC 发病的可能性，如 MET、JUNB、NRAS、KRAS、PTEN、TSHR、TRKA、Ras基因突变、RET/PTC 基因重排、BRAF 基因突变以及T1799A BRAF基因突变等。目前关于FNMTC的研究报告中大部分家系所涉及的患者不多，而且多数仅涉及第1代或第2代，所以染色体定位的结果只能解释部分病例，因此，大家系多样本的收集是研究FNMTC易感基因的基础。

三、甲状腺髓样癌

甲状腺髓样癌（medullary thyroid carcinoma，MTC）是起源于甲状腺滤泡旁C细胞，约占甲状腺恶性肿瘤的5%～10%，MTC在临床上分为遗传型甲状腺髓样癌（hereditary medullary thyroid carcinoma，HMTC）和散发型甲状腺髓样癌（sporadic medullary thyroid carcinoma，SMTC）两种。遗传型髓样癌又分为3种亚型，即多发性内分泌肿瘤2A型（multipie elldocrineneoplasia typeⅡa，MEN 2A）、多发性内分泌肿瘤2B型（multiple endocrine neoplasia typeⅡb，MEN2B）和家族性 MTC（familialmedullary thyroid carcinoma，FMTC）。目前为止，发现的与髓样癌明确相关的基因突变仅有RET，在其他类型甲状腺癌中发现的像BRAF、RAS、PIK3CA以及TP53基因突变在髓样癌罕见发生。

95%遗传型MTC和70%散发型MTC是由RET原癌基因的种系突变引起，但突变点存在差异。RET原癌基因位于10q11.2，包括21个外显子，编码一种属于酪氨酸激酶受体超家族的跨膜蛋白，是细胞生长分化转导信号的细胞表面分子，主要在神经内分泌细胞和神经细胞中表达，包括甲状腺滤泡旁C细胞、肾上腺髓质细胞、交感、副交感及肠道内神经节细胞、泌尿生殖道细胞、甲状旁腺细胞。该基因突变后增强RET的转化能力，激发酪氨酸激酶自动磷酸化，诱导细胞过度增生导致癌变。目前发现与遗传型MTC有关的RET基因突变位点共20余个，分布于5、8、10、11和13～16号外显子。导致遗传型MTC的RET基因突变绝大多数为单个位点突变，个别家系存在双位点突变。约98%MEN2A患者的突变位点位于密码子609、611、618、620和634，其中密码子634突变最常见，占MEN2A基因突变的80%。与MEN2A相关的基因突变还有密码子 321、515、533、630、635、637、649、666、768、776、777、790、791、804、866、891 和 912；超过95%的 MEN2B患者突变位点为M918T，约2%～3%的MEN2B患者突变位点为A883F。50%FMTC家系RET突变位于密码子 609、611、618、620、768 和 804，其余家系突变涉及密码子 321、533、600、603、606、630、631、634、649、666、776、777、778、781、790、791、819、833、844、852、866、891 和912等。约25%的散发型髓样癌患者也发现有体细胞密码子 609、61l、618、629、630、634、639、641、918、922（密码子 918突变最常见）的突变。

RET杂合突变激活会造成其致瘤性转化，其机制有两种：一是位于RET蛋白的细胞外富含半胱氨酸区域（外显子10和11）的突变使RET蛋白在未与配体结合的情况下，发生RET单体的自身聚合现象，产生畸变的同源二聚体，从而使酪氨酸蛋白激酶被异常活化，RET蛋白二聚体的激酶活性至少是单体的10倍。这种突变机制与MEN2A及FMTC有关，二是位于细胞内的氨基酸激酶区域（外显子13至16）的突变，通过改变RET激酶催化特性及底物磷酸化而使之激活，不适当的底物磷酸化会刺激信号转导途径，使正常RET不能参与这一信号转导途径，这种突变机制主要与MEN2B有关。

（葛明华）