KRAS基因突变与结直肠癌研究进展

张钊，刘胜利

(东南大学附属中大医院 普外科，江苏 南京　210009)



KRAS基因突变与结直肠癌研究进展

张钊，刘胜利

(东南大学附属中大医院 普外科，江苏 南京210009)

[摘要]结直肠癌(colorectal cancer，CRC)是临床最常见的恶性肿瘤之一，KRAS基因在CRC中的突变率高，与CRC发生发展、治疗与预后密切相关。因此，在临床上对KRAS基因突变的检测显得十分重要。在本文中作者就KRAS基因突变与CRC发生发展、治疗和预后的关系及其检测方法作一简要综述。

[关键词]KRAS基因； 结直肠癌； 文献综述

结直肠癌(colorectal cancer，CRC)是临床最常见的恶性肿瘤之一，2012年世界癌症流行趋势分析表明，CRC是第三常见的男性恶性肿瘤和第二常见的女性恶性肿瘤[1]。RAS基因是人类肿瘤重要的原癌基因家族之一，其中包括KRAS基因、HRAS基因和NRAS基因，研究发现大约30%的人类恶性肿瘤中存在RAS基因的点突变[2]。KRAS基因与CRC的关系密切，在CRC中的突变率为35%～45%，最主要的突变位于外显子2的第12密码子和第13密码子，同时还有较少的突变位于密码子61和密码子146[3]。KRAS基因发生突变后，会导致表皮生长因子受体(EGFR)依赖的RAS-RAF- MAPK信号通路持续激活，引起细胞过度增殖和分化，从而诱发CRC。KRAS基因突变同时还是CRC抗表皮生长因子受体(anti- EGFR)单抗治疗不敏感及可能预后不良的预测指标。准确地检测KRAS基因，可以更好地判断病人预后，更个性化地为病人选择化疗方案。因此规范、准确地检测KRAS基因十分重要。在本文作者就KRAS基因与CRC的发生发展、治疗和预后的关系以及KRAS基因突变的检测作一简要文献复习。

1KRAS基因与蛋白

KRAS基因是RAS基因家族中的一员，是EGFR依赖的RAS-RAF- MAPK信号通路中重要的分子，编码具有GTP酶活性的RAS蛋白(又称G蛋白)。RAS蛋白是细胞内的信号转换器，可以在活性状态(RAS- GTP)和非活性状态(RAS- GDP)中转换。当细胞外的配体与跨膜细胞受体EGFR结合后，激活EGFR胞内区酪氨酸激酶自身磷酸化，通过生长因子受体结合蛋白2(Grb2)和鸟嘌呤核苷酸转换因子(GEFs)将信号转移给细胞膜内表面的RAS蛋白，RAS蛋白构象发生变化，转变成为有活性的RAS- GTP，激活RAS-RAF- MAPK信号传导通路。该信号通路可以将EGFR刺激信号转移至细胞核内，控制细胞的基因转录，调控细胞的增殖和凋亡[4- 5]。随后活性状态的RAS- GTP又会被GTP酶水解成非活性状态下的RAS- GDP。在正常细胞中GEFs和GTP酶的含量受到严格的调控，使得RAS- GTP维持在一个正常的水平，从而实现对正常细胞的生长调控。

2KRAS基因与CRC的发生发展

目前CRC的发生发展机制仍未完全清楚，研究表明CRC的发生发展是多基因、多反应的积累过程，与原癌基因的激活及抑癌基因的失活、细胞跨膜信号传导系统功能的异常有关[6]。其中EGFR及其下游的信号传导通路在CRC发生发展中起重要作用。RAS-RAF- MAPK信号传导通路是目前已经明确的EGFR依赖的信号传导通路之一，KRAS基因是RAS-RAF- MAPK信号传导通路中的重要分子，易发生突变，其发生突变后使RAS-RAF- MAPK信号传导通路持续激活，引起细胞的恶性增殖，从而发生癌变[7]。

3KRAS基因与CRC的治疗

对CRC而言，手术始终是唯一根治的手段。对于晚期CRC(又称转移性CRC，metastatic colorectal cancer，mCRC)不能手术或无法行根治性手术者，抗肿瘤药物的应用能使患者生存率进一步提高。anti- EGFR单抗类抗肿瘤药物，通过与表皮生长因子(EGF)竞争性地结合EGFR，阻断EGFR以及下游相关通路，从而抑制肿瘤的生长、侵袭及血管生成等[8]。理论上突变型KRAS基因不依赖于EGFR信号的刺激，始终处于激活状态，对anti- EGFR单抗药物的治疗不敏感；而野生型KRAS基因受EGFR信号刺激的影响，因此可以从anti- EGFR单抗药物中获益。

多项随机对照临床研究表明，anti- EGFR单抗药物无论单独使用还是与其他一线、二线抗肿瘤药物联合使用对KRAS基因野生型的mCRC患者均有明显的效果，显著延长患者的生存期[9- 11]。KRAS基因作为EGFR信号通路中最容易发生突变的分子，早在2006年就被提出可以作为预测anti- EGFR治疗效果的预测因子[12]。随后对KRAS基因与anti- EGFR疗效的一系列研究证明KRAS基因突变是anti- EGFR单抗药物的治疗不敏感预测因子[13- 16]，Dahabreh等[17]对45项临床研究的Meta分析结果也证明了这一点。美国的临床肿瘤学会(ASCO)、食品药品监督管理局(FDA)以及美国国立综合癌症网络(NCCN)CRC指南均已明确阐明KRAS基因突变与anti- EGFR单抗药物治疗之间的密切关系，要求接受anti- EGFR单抗药物治疗之前必须进行KRAS基因的检测。

但并非所有的KRAS基因野生型患者均对anti- EGFR单抗药物治疗有效，造成这种情况的原因可能是先前的研究对KRAS基因突变的检测大多只检测外显子2的密码子12和密码子13，忽略了其他可能存在的突变，同时还存在KRAS基因检测方法灵敏度低的问题。2013年德国肿瘤医学协会(AIO)合作调查小组在欧洲癌症大会公布FIRE- 3研究结果，强调了NRAS基因对anti- EGFR单抗药物治疗mCRC的重要性。排除KRAS基因及NRAS基因突变的患者，使用西妥昔单抗+FOLFIRI一线治疗的总生存期更长[18]。最新的研究表明，对于mCRC而言，除了KRAS基因外显子2突变外，外显子3、4，NRAS，BRAF，PIK3CA 和无功能的PTEN发生突变均会影响anti- EGFR单抗治疗的效果[19- 21]。Douillard等[22]的研究提示无RAS基因突变的CRC患者在anti- EGFR单抗联合FOLFOX4治疗可明显受益，这里的无RAS基因突变包括了无KRAS基因突变和无NRAS基因突变。Al- shamsi等[23]提出了“扩展的野生型RAS基因(Extended RAS wild- type)”的概念，排除了KRAS基因(外显子2、3、4)和NRAS基因(外显子2、3、4)的所有突变。这个概念的提出可以更好地为临床上筛选出适合anti- EGFR单抗药物治疗的mCRC患者提供依据。

4KRAS基因与CRC的预后

KRAS基因突变是CRC预后不良的因素，这一结论尚存在争议。大多数的观点支持这一结论。1998年RASCAL研究13个国家共2 721例CRC患者资料结果显示，存在KRAS基因突变的CRC患者相对于无突变者有更高的复发率(P=0.007)和病死率(P=0.004)[24]。在随后进一步扩大的RASCAL Ⅱ研究[25]中，发现KRAS基因突变患者的死亡风险显著增加。Samowitz等[26]认为，在mCRC患者中，KRAS基因发生突变意味着潜在转移的可能性增大和预后不良。Conlin等[27]的研究也支持KRAS基因突变是独立于CRC分期的不良预后因素。但也有研究[28]认为KRAS基因突变与CRC患者预后无关。这种结果的不同可能与研究的样本量、病人的选择、肿瘤组织的取样、实验室检测的方法以及后期数据处理均有一定的关系。因此KRAS基因突变与CRC预后的关系还需进一步的研究。

5KRAS基因的检测

KRAS基因是否存在突变是影响anti- EGFR治疗的主要因素，但是目前对于KRAS基因突变检测的方法尚无统一的规定[29]。各临床研究使用的方法不尽相同，其中主要有以下几个方法：直接测序法、焦磷酸测序法、突变体富集PCR测序法、等位基因特异性寡核苷酸分析法及高分辨率溶解曲线分析法等。不同检测方法的灵敏度和准确度存在着一定的差异。事实上以前研究anti- EGFR治疗与KRAS基因突变之间关系的实验，多是采用直接测序法，而直接测序法对点突变的灵敏度只有10%～20%[30]。Molinari等[30]使用高灵敏度方法与直接测序法分别检测KRAS基因以及BRAF基因，发现KRAS基因与BRAF基因结果之间均有显著差异。Anderson[31]对各种实验室检测KRAS基因的不同方法进行分析，也发现各个检测方法所得的结果之间存在差异。Whitehall等[32]在样本DNA统一提取的情况下，排除了DNA提取过程的差异，采用6种不同检测方法检测KRAS基因，发现突变率最高的为59.5%，最低的为32.9%，各方法的一致性只有62.2%(46/74)。

KRAS基因检测的不确定性给临床工作带来极大的干扰，因此临床上迫切需要规范化、标准化KRAS基因检测的方法，以确保能准确、规范地检测KRAS基因的突变情况，为临床诊断和用药提供参考和指导。

6结语

KRAS基因突变是CRC发生发展的重要原因之一。KRAS基因突变者对anti- EGFR单抗体治疗不敏感，除KRAS基因突变外，尚有其他生物学分子与anti- EGFR单抗体治疗疗效有关。也许不久的将来，在KRAS基因和EGFR相关的通路中，我们会发现更好的预测因子来决定CRC患者的治疗。但了解KRAS基因是第一步，也是最重要的一步。同时确立一种规范、便捷、可靠的KRAS基因突变检测方法迫在眉睫。

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doi：10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.01．036

[中图分类号]R735.3

[文献标识码]A

[文章编号]1671- 6264(2016)01- 0154- 04

[通信作者]刘胜利E- mail：lsl88408@163.com

[作者简介]张钊(1990-)，男，安徽芜湖人，在读硕士研究生。E- mail：455615993@qq.com

[收稿日期]2015- 07- 11[修回日期] 2015- 11- 18

[引文格式] 张钊，刘胜利.KRAS基因突变与结直肠癌研究进展[J].东南大学学报:医学版，2016，35(1)：154- 157.

·综述·