BRAFV600E和TERT启动子突变与甲状腺乳头状癌的关系*

代丽丽 综述 张国安 崔 文 审校

(1济南大学山东省医学科学院与生命科学学院，济南 250022；2济宁医学院司法鉴定中心；3济宁医学院，济宁 272067)

甲状腺癌是内分泌系统最常见的恶性肿瘤，近几年发病率呈高发态势[1]。乳头状癌是甲状腺癌最常见的病理类型，约占所有甲状腺癌病理类型的85%～90%。甲状腺癌患者中女性发病率明显高于男性，可能与雌激素水平有关[2]。虽然甲状腺乳头状癌(thyroid papillary carcinoma,PTC)分化好、恶性程度低、术后生存率较高，但仍有部分PTC患者术后易复发和转移[3]。PTC是一种受多基因、多因素影响的疾病。目前甲状腺癌相关标记物很多，其中BRAFV600E和端粒酶逆转录酶(telomerase reverse transcriptase,TERT)启动子突变在PTC的发生、发展中发挥重要作用，可以作为监测PTC预后不良的分子指标[4]。本文着重从BRAFV600E和TERT启动子突变与PTC临床病理学特征的相关性进行综述。

1 BRAFV600E

1.1 BRAF基因分子结构及其功能

RAF基因家族包括：ARAF、BRAF、CRAF。其中BRAF基因又称鼠类肉瘤滤过性同源体B1，位于人染色体7q34，基因大小约为190Kb。BRAF基因含有7个转录区，包含18个外显子，是激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)能力最强的激活物。该基因编码多种蛋白质，包括相对分子质量为94KDa、含783个氨基酸残基的BRAF蛋白。该蛋白属于丝/苏氨酸蛋白激酶，在RAS/RAF/MEK/ERK/MAPK通路中发挥重要作用，是MEK/ERK最为关键的激活因子[5-6]。BRAF蛋白含有3个高度保守区：调节区结构域CR1、CR2和激酶结构域CR3。CR3含有丝氨酸和苏氨酸残基，他们的磷酸化也同样改变了BRAF激酶活性，从而在多种生物的生长发育过程中发挥着重要作用。

1.2 BRAFV600E基因突变活化通路

Davies等[7]研究指出，在多种肿瘤中均存在BRAF基因突变，比如恶性黑色素瘤、结直肠癌、PTC等。BRAF基因突变位点大多集中在CR3激酶结构域的第11、15外显子上。第15外显子上T1799A点突变占BRAF基因全部突变形式的90%左右[8]。BRAF基因第15外显子的单个碱基的错义突变即第1799位的胸腺嘧啶被腺嘌呤替代，从而导致蛋白质产物中第600位的赖氨酸(V)被谷氨酸(E)替代(V600E)，突变蛋白质BRAFV600E因构象改变而激活，向MAPK信号通路下游激酶(RAS-BRAF-MEK-ERK)传导信号，使MAPK信号通路持续激活，进而导致细胞异常增殖、分化，从而形成了肿瘤[9]。

1.3 BRAFV600E在PTC中的突变情况

BRAFV600E在PTC中的突变率为31.3%～86.1%[10]。Zhang等[11]回顾性研究指出，BRAFV600E平均突变率为56.3%；Nasirden等[12]采用免疫组织化学染色技术检测BRAFV600E突变蛋白VE1在PTC组织中的表达，突变率为67.6%；Jin等[13]采用聚合酶链反应和基因测序等技术检测BRAFV600E基因突变，其突变率为63.7%。但Namba等[14]发现BRAFV600E基因突变在PTC细胞系中检出率明显高于相应的组织。因此，检测BRAF基因突变的可靠方法应为普通PCR后直接测序与免疫组化相结合，才能避免BRAF基因突变率差异，并且为患者预后和治疗提供更加可靠的理论依据。

1.4 BRAFV600E与PTC临床病理特征的关系

BRAFV600E基因突变不仅在肿瘤的发生、发展中起着重要作用，而且与PTC不良临床病理特征密切相关，包括肿瘤组织大小、临床分期、局部复发、远处转移等，但这种关系目前尚存在争议。George等[15]研究证实BRAFV600E突变与PTC患者的临床病理特征无关。Nasirden等[12]收集了144位PTC患者石蜡组织切片，分别采用PCR和免疫组化技术同样得出一致的结论。但有研究证明BRAFV600E突变与多项PTC患者临床病理特征有关，如Xing 等[4]收集了507例PTC患者样本表明BRAFV600E突变患者更容易发生腺外侵犯、颈部淋巴结转移、肿瘤组织分期晚。最近有报道指出[16]，BRAFV600E基因突变仅与PTC患者年龄有关。Jin等[13]研究发现BRAFV600E突变与PTC患者年龄、甲状腺腺外侵犯、肿瘤组织大小及其分期显著相关。关于BRAFV600E突变与临床病理特征的关系目前报道很不一致，对于BRAFV600E突变与年龄、性别、肿瘤分期、肿瘤大小、局部复发、远处转移之间的关系需进一步研究。

2 TERT启动子突变

2.1 TERT的基因结构及编码蛋白

端粒位于真核细胞线性染色体末端，是DNA与蛋白质的复合体，由简单的高度重复序列CCTTCCGGG组成。端粒会随着DNA的复制和细胞分裂逐渐缩短，最终导致细胞老化、凋亡。所以端粒在维持染色体的稳定性和DNA复制的完整性中发挥重要作用[17]。端粒酶是一种核糖核蛋白聚合酶，它以自身RNA上的一个片段为模板通过逆转录合成端粒的DNA重复序列，以延伸端粒,避免细胞因端粒的缺失所导致的细胞老化、凋亡[18]。TERT是端粒酶的催化亚基，位于染色体5p15.33，其启动子区域为端粒酶表达最重要的调控区域，是决定端粒酶活性的关键因素。

2.2 TERT启动子突变活化通路

TERT启动子区域有多种形式的突变，最常见的是1295 228C>T 和1295 250C>T(分别称为C228T和C250T)。这两个突变位点相互排斥[13,19]，都位于TERT启动子的核心区域，任何一个发生突变，都会使端粒酶的表达量增加，促进肿瘤的发生。分别位于ATG翻译起始位点上游-124bp和-146bp。这两种突变均可形成CCTCCCGGG序列，该序列为ETS/TCF转录因子的结合位点，可导致TERT基因表达上调，转录活性增强。

2.3 PTC中TERT启动子突变情况

TERT启动子突变率在PTC中为7.5%～27%[13]，TERT在PTC患者中的突变率仅为6%[12]。也有研究报道TERT启动子突变在PTC中的突变率高达46.7%[15]。针对TERT启动子在PTC中的突变情况的报道，尚无统一数据，可能与PTC患者的环境因素、饮食习惯、病例数的多少有关，需要进一步研究论证。

2.4 TERT启动子突变与PTC的临床预后

大量研究进行论证分析一致表明，TERT启动子突变在具有较差临床病理指标PTC患者中发挥着重要作用。伴发TERT启动子突变的患者年龄偏大，肿瘤组织较大，分期晚，复发率和死亡率相对较高。Xing等[4]研究发现与无TERT突变者相比，TERT突变者远处转移的复发率和总复发率明显较高。不少研究指出，TERT启动子突变与患者的年龄、肿瘤组织的大小、肿瘤的分期有关，但与颈部淋巴结转移无关[16,20]。Jin等[13]研究发现TERT启动子突变与患者的年龄、肿瘤组织大小、甲状腺腺外侵犯有关。而George等[15]发现TERT启动子突变仅与患者远处复发有关。由此可见TERT启动子突变与PTC患者临床病理特征的相关性仍需进一步确定。

3 BRAFV600E 与TERT启动子联合突变与PTC的临床预后

有实验证明同时包含BRAFV600E和TERT启动子突变的甲状腺肿瘤复发率显著提高，但患者生存率与TERT启动子突变相关，与BRAFV600E突变无关[15]。Xing和Liu等[4,19]研究发现TERT启动子突变和BRAFV600E突变关系紧密，TERT启动子在BRAF突变型的患者中有着相对较高的突变率，当两者同时突变时，PTC患者临床病理特征最差。Moon等[21]也证实两种突变同时存在对PTC患者较差的临床病理特征产生协同作用，包括肿瘤组织大小、颈部淋巴结转移、甲状腺腺外侵犯。Vinagre等[22]报道同时具有TERT启动子和BRAFV600E突变的肿瘤中，TERT mRNA的表达水平最高，可能是BRAFV600E突变造成了MAPK通路异常激活，使细胞处于无限增值和分裂状态，细胞更容易出现端粒危机，更能触发TERT启动子突变，使端粒酶的活性增高，从而保持细胞的永生化。还有可能是BRAFV600E突变能增加ETS转录因子，这种转录因子刚好可以结合在TERT启动子突变产生的新位点上，增加了TERT的转录活性。但Landa等[23]结果显示在甲状腺乳头状癌中TERT启动子突变与BRAFV600E突变并不相关，此结论可能与纳入分析的病例数少有关。

4 小结与展望

目前已有的研究显示同时出现TERT启动子及BRAFV600E突变可能与患者的不良预后相关，但其机制尚不明确，逐渐成为甲状腺乳头状癌的研究热点，并有希望成为分子诊断标志和预后指标。总之对TERT启动子突变和BRAFV600E基因突变进一步深入研究，有助于人们更好地理解肿瘤发生机制，而且为肿瘤的治疗提供了一个良好途径。

[1] Lee YC，Shin SY，Kwon KH，et al.Incidence and clinical characteristics of prelaryngeal lymph node metastasis in papillary thyroid cancer[J].Eur Arch Otorhinolaryngol，2013，270(9):2547-2550.DOI：10.1007/s00405-013-2471-7.

[2] Kilfoy BA，Zheng T，Holford TR，et al.International patterns and trends in thyroid cancer incidence，1973-2002[J].Cancer Causes Control，2009，20(5):525-531.DOI：10.1007/s10552-008-9260-4.

[3] Perez CA，Santos ES，Arango BA，et al.Novel molecular targeted therapies for refractory thyroid cancer[J].Head Neck，2012，34(5):736-745.DOI：10.1002/hed.21755.

[4] Xing M，Liu R，Liu X，et al.BRAF V600E and TERT promoter mutations cooperatively identify the most aggressive papillary thyroid cancer with highest recurrence[J].J Clin Oncol，2014，32(25):2718-2726.DOI：10.1200/JCO.2014.55.5094.

[5] Xing M，Westra WH，Tufano RP，et al.BRAF mutation predicts a poorer clinical prognosis for papillary thyroid cancer[J].J Clin Endocrinol Metab，2005，90(12):6373-6379.DOI：10.1210/jc.2005-0987.

[6] Cohen Y，Xing M，Mambo E，et al.BRAF mutation in papillary thyroid carcinoma[J].J Natl Cancer Inst，2003，95(8):625-627.DOI：10.1093/jnci/95.8.625.

[7] Millington GW.Mutations of the BRAF gene in human cancer，by Davies et al.(Nature 2002;417:949-54)[J].Clin Exp Dermatol，2013，38(2):222-223.DOI：10.1111/ced.12015.

[8] Caronia LM，Phay JE，Shah MH.Role of BRAF in thyroid oncogenesis[J].Clin Cancer Res，2011，17(24):7511-7517.DOI：10.1158/1078-0432.CCR-11-1155.

[9] Davies H，Bignell GR，Cox C，et al.Mutations of the BRAF gene in human cancer[J].Nature，2002，417(6892):949-954.DOI：10.1038/nature00766.

[10] Yang LB,Sun LY,Jiang Y,et al.The clinicopathological features of BRAF mutated papillary thyroid cancers in Chinese patients[J].Int J Endocrinol,2015:642046.DOI:10.1155/2015/642046.

[11] Zhang Q，Liu SZ，Zhang Q，et al.Meta-analyses of association between BRAF(V600E) mutation and clinicopathological features of papillary thyroid carcinoma[J].Cell Physiol Biochem，2016，38(2):763-776.DOI：10.1159/000443032.

[12] Nasirden A，Saito T，Fukumura Y，et al.In Japanese patients with papillary thyroid carcinoma，TERT promoter mutation is associated with poor prognosis，in contrast to BRAF V600E mutation[J].Virchows Arch，2016，469(6):687-696.DOI：10.1007/s00428-016-2027-5.

[13] Jin L，Chen E，Dong S，et al.BRAF and TERT promoter mutations in the aggressiveness of papillary thyroid carcinoma:a study of 653 patients[J].Oncotarget，2016，7(14):18346-18355.DOI：10.18632/oncotarget.7811.

[14] Namba H，Nakashima M，Hayashi T，et al.Clinical implication of hot spot BRAF mutation，V599E，in papillary thyroid cancers[J].J Clin Endocrinol Metab，2003，88(9):4393-4397.DOI：10.1210/jc.2003-030305.

[15] George JR，Henderson YC，Williams MD，et al.Association of TERT promoter mutation，but not BRAF mutation，with increased mortality in PTC[J].J Clin Endocrinol Metab，2015，100(12):E1550-E1559.DOI：10.1210/jc.2015-2690.

[16] Sun J，Zhang J，Lu J，et al.BRAF V600E and TERT promoter mutations in papillary thyroid carcinoma in Chinese patients[J].PLoS ONE，2016，11(4):e0153319.DOI：10.1371/journal.pone.0153319.

[17] Blasco MA.Telomeres and human disease:ageing，cancer and beyond[J].Nat Rev Genet，2005，6(8):611-622.DOI：10.1038/nrg1656.

[18] Moyzis RK，Buckingham JM，Cram LS，et al.A highly conserved repetitive DNA sequence，(TTAGGG)n，present at the telomeres of human chromosomes[J].Proc Natl Acad Sci USA，1988，85(18):6622-6626.DOI：10.1073/pnas.85.18.6622.

[19] Liu R，Xing M.TERT promoter mutations in thyroid cancer[J].Endocr Relat Cancer，2016，23(3):R143-R155.DOI：10.1530/ERC-15-0533.

[20] Liu X,Qu S,Liu R,et al.TERT promoter mutations and their association with BRAF V600E mutation and aggressive clinicopathological characteristics of thyroid cancer[J].J Clin Endocrinol Metab,2014,99(6):E1130-1136.DOI:10.1210/jc.2013-4048.

[21] Moon S，Song YS，Kim YA，et al.Effects of coexistent BRAFV600Eand TERT promoter mutations on poor clinical outcomes in papillary thyroid cancer：a meta-analysis[J].Thyroid，2017，27(5):651-660.DOI：10.1089/thy.2016.0350.

[22] Vinagre J，Almeida A，Pópulo H，et al.Frequency of TERT promoter mutations in human cancers[J].Nat Commun，2013，4:2185.DOI：10.1038/ncomms3185.

[23] Landa I，Ganly I，Chan TA，et al.Frequent somatic TERT promoter mutations in thyroid cancer：higher prevalence in advanced forms of the disease[J].J Clin Endocrinol Metab，2013，98(9):E1562-E1566.DOI：10.1210/jc.2013-2383.