BRAF基因V600E突变在恶性肿瘤中作用的研究进展

陈君君，郑洪

(遵义医科大学附属医院，贵州遵义563000)

RAF基因是一种广泛存在于哺乳动物中的最重要的原癌基因之一，有ARAF、BRAF、CRAF 3种亚型。其中BRAF具有最强的激酶活性，由18个外显子组成,编码蛋白约94 kDa；由于第15外显子的单个碱基发生胸腺嘧啶(T)和腺嘌呤(A)的错义突变,导致翻译蛋白600位密码子的缬氨酸被谷氨酸取代,产生蛋白序列改变，即V600E突变。除V600E突变外，BRAF基因的外显子15中测到许多独特且罕见的非热点突变，如T599I、T599dup、K601E。BRAF基因V600E突变导致KRAS/BRAF/MAPK通路传导异常,引起细胞过度增殖和分化而诱发肿瘤,并对肿瘤的增殖、侵袭和转移发挥重要作用[1]。因此，BRAF基因V600E突变也会影响肿瘤的靶向药物治疗。现就BRAF基因V600E突变在不同恶性肿瘤中作用的研究进展报告如下。

1 BRAF基因V600E突变在结肠癌中的作用

最新数据显示，结肠癌是导致癌症死亡的第二大原因，全世界每年死亡超过50万例[2]。研究发现，大约有23%的结肠癌患者中可检测到BRAF基因V600E突变[3]。BRAF蛋白位于MAPK/ERK通路的入口,它将RAS蛋白和细胞表面受体通过促分裂原活化的蛋白激酶的激酶(MEK)和胞外信号调节激酶(ERK)与核内转录因子相连,从而调节细胞的分化、分裂。在胞质中ERK磷酸化后可激活p90核糖体S6激酶，继而通过使凋亡诱导因子含溴区蛋白8(BRD8)失活或激活环磷酸腺苷反应序列结合蛋白(cAMP)而影响细胞凋亡。激活的ERK还能影响多种基因的表达：增强核因子κB(NF-κB)、细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)表达，从而促进细胞增殖和减少细胞凋亡；增加血管表皮生长因子(VEGF)、表皮生长因子受体(EGFR)表达，促进血管生成；增加β3整合素表达，促进组织侵袭和转移；诱导mdm2的表达,进而抑制p53活性。研究表明，在结肠腺癌中BRAF基因V600E突变提高了ERK、NF-κB活性和小鼠胚胎NIH3T3细胞转化能力；研究采用RNA干扰(RNAi)技术抑制BRAF基因V600E的表达,能够有效降低MAPK活性,从而抑制细胞生长和促进凋亡,明确了BRAF基因对细胞具有调控作用[4]。

现有临床证据表明，BRAF基因V600E突变对结肠癌具有明确的预后价值；因BRAF基因V600E突变型结肠癌的恶性程度高、淋巴结转移率高，常导致较差的临床结果。Ahn等[5]报道，BRAF基因V600E突变患者5年生存率明显降低，与结肠癌的临床病理特征无关，但BRAF基因V600E突变型可能是预后不良的重要因素之一。研究表明，BRAF基因野生型结肠癌患者可以从抗EGFR单克隆抗体治疗中获益，无进展生存期和总生存期明显优于突变型[6]。最近的指南建议，对所有结肠癌患者进行BRAF基因V600E突变分析，以进行预后分层；然而，BRAF基因V600E突变作为抗EGFR治疗的预测指标的现有数据是有限的，因为在本质上大部分研究是回顾性的。同时，BRAF基因V600E突变在结肠癌中相对较低的发生率，对前瞻性地解决这一问题提出了最大的挑战。目前，尚无足够的证据推荐对结肠癌患者进行BRAF基因V600E突变检测来预测抗EGFR治疗的反应[7]。

总之，BRAF基因V600E突变是结肠癌预后不良的因素已达成共识，但其能否预测抗EGFR单克隆抗体的疗效仍然存在争议；虽然不能证明BRAF基因V600E突变是决定西妥昔单抗在结肠癌中疗效的独立因素之一，但检测BRAF基因状态有利于进一步预测西妥昔单抗在大肠癌中的价值，更进一步支持了BRAF基因V600E突变提示更差预后的共识。

2 BRAF基因V600E突变在甲状腺乳头状癌中的作用

甲状腺癌是内分泌肿瘤中最常见的肿瘤，其发病率呈逐年上升趋势。研究发现，高分化的甲状腺乳头状癌高达97%发生基因突变[8]，其中BRAF等相关基因突变控制着甲状腺癌的发生、发展。RAS/RAF/MEK/ERK信号通路属于高度致癌通路，通路中RAS的直接效应是通过二聚化诱导其活化，同时BRAF磷酸化并激活MEK，其又磷酸化并激活ERK。BRAF的已知效应是激活ERK后诱发下游转录因子的磷酸化，调控基因表达，使细胞骨架重构及调节细胞代谢，最终导致细胞转化和癌变[9]。这一系列反应与甲状腺肿瘤的发生、侵袭、转移和复发密切相联，但其明确的发病机制还不清楚。

甲状腺乳头状癌是甲状腺癌的主要组织学类型，大约占80%。大多数甲状腺乳头状癌患者可以治疗，10年生存率>90%。然而，一部分乳头状甲状腺癌患者由于转移而预后不良，在早期将此类患者与低风险患者区分开来通常具有挑战性。因此，早期生物标志物的鉴定有助于区分有高危因素的患者[10]。BRAF基因V600E突变是甲状腺乳头状癌发展中的重要事件，有40%～60%的患者该基因发生突变[11]。初步研究表明，针对BRAF基因V600E的选择性小分子抑制剂威罗菲尼，可能在BRAF基因V600E阳性的甲状腺乳头状癌中具有活性[12]。一项新的研究表明，威罗菲尼对25%～50%对放射性碘产生耐药的甲状腺乳头状癌患者有效。使用BRAF抑制剂逆转放射性碘抵抗的碘难治性BRAF基因V600E突变的转移性甲状腺乳头状癌，为这些患者提供了一种潜在的新治疗方案[13]。此外，BRAF基因V600E在乳头状甲状腺癌的诊断中具有重要价值。虽然BRAF基因V600E突变与组织学诊断有关，但与其他临床病理特征无关。一些研究表明，BRAF基因V600E突变甲状腺乳头状癌患者具有更高的复发和死亡风险，预后更差[14]。BRAF基因V600E突变在甲状腺乳头状癌预后中的价值还有待研究，因此研究其分子机制和鉴定标志物以指导甲状腺癌的临床策略和管理至关重要。

3 BRAF基因V600E突变在浆液性卵巢癌中的作用

卵巢癌是最致命的妇科癌症，5年存活率仅46%[15]。其中浆液性癌最常见(75%)，其又进一步细分为低级别和高级别浆液性肿瘤，而低级别浆液性肿瘤包括低级别浆液性卵巢癌和浆液性交界瘤。由于发病机制不同，约90%的高级别浆液性卵巢癌有p53突变，约60%的低级别浆液性卵巢癌中发现BRAF基因V600E突变[16]。KRAS/BRAF/MEK/MAPK信号通路的激活在低级别浆液性卵巢癌的发生过程中起着重要作用,KRAS和BRAF是这一通路的两个重要成员，它们的突变在ERK通路参与肿瘤形成的过程中发挥关键作用。文献报道，KRAS或BRAF突变导致此通路的下游靶基因ERK持续磷酸化激活,活化的ERK1/2激活下游蛋白激酶等,促进肿瘤的发生[17]。与高级别浆液性癌相反，低级别浆液性癌对化疗耐药，主要以手术为主。其肿瘤通常表现为低的肿瘤有丝分裂指数，并且对化疗有很大的抵抗性[18]。因此，寻找早期敏感且特异的实验室诊断指标、分子预后指标及靶向治疗的分子靶点成为卵巢癌研究的热点。

一项研究表明，BRAF基因V600E突变有助于低级别浆液性癌的发展。张晶等[19]认为，RAS/RAF信号通路异常活动促进交界瘤向低级侵袭性浆液性癌的转变，符合低级浆液性卵巢癌“良性到交界性再发展为癌”的逐步递进理论模型。Zeppernick等[20]研究表明，所有BRAF基因V600E突变的浆液性交界瘤中鉴定出总是表达细胞衰老的标志物p16，类固醇激素(ER、PR)、WT1表达缺失及Ki-67增殖指数降低，M30染色凋亡标志阳性。这种“致癌基因诱导的衰老”表型可能代表阻止浆液性交界瘤向低级别浆液性卵巢癌进展的机制。数据分析表明，存在这些突变的患者生存期似乎较短[18]。而有研究表明，患者BRAF或KRAS突变与改善的预后或有利的趋势有关[21]。因此，KRAS和BRAF突变的预后意义仍存在争议。

Pohl等[22]研究表明，BRAF基因V600E突变与MEK抑制剂CI-1040的生长抑制和凋亡诱导作用相关联。Nakayama等[23]的研究同样表明，伴有BRAF基因V600E突变的卵巢癌细胞较野生型的癌细胞对CI-1040的生长抑制和凋亡诱导作用更敏感。此外，CI-1040作用于存在BRAF基因V600E突变的卵巢癌细胞，可下调Cyclin D1表达，促进肿瘤增殖。关于低级别浆液性卵巢癌的最新靶向药物治疗，索拉菲尼被美国FDA批准上市。它是一个口服的非选择性多激酶抑制剂，阻断细胞介导的RAF/MEK/ERK信号通路，同时可抑制细胞膜表面血管内皮生长因子受体，从而抑制肿瘤新生血管的形成，阻断肿瘤细胞营养的供应，达到双重抗肿瘤作用。Pitoia等[24]研究表明, 在携带BRAF基因V600E突变的患者中，与野生型患者相比，索拉非尼显著改善了无进展生存期。

4 BRAF基因V600E突变在其他恶性肿瘤中的作用

研究表明[1]，BRAF基因V600E在黑色素瘤的突变率为50%、非小细胞肺癌(NSCLC)为4%。BRAF特异性抑制剂维罗非尼和达拉非尼、MEK1/2可逆性抑制剂曲美替尼，先后在恶性黑色素瘤中表现出较好的疗效和安全性。基于恶性黑色素瘤的靶向药物治疗效果，体外研究发现，曲美替尼单药对BRAF基因V600E突变NSCLC细胞有效。欧盟委员会及美国FDA于2017年相继批准达拉非尼联合曲美替尼用于BRAF基因V600突变晚期或转移性NSCLC患者，临床应用具有显著疗效。

综上所述，BRAF基因V600E突变发生于多种恶性肿瘤，且相应的靶向药物治疗这些肿瘤均有较好效果。但是，恶性肿瘤发生的复杂分子机制以及信号通路之间的交叉，多基因、多药物的综合治疗是研究的热点。在一项关于BRAF基因V600E突变结肠癌的早期临床试验中，联合抑制BRAF、MEK和EGFR可收到明显的疗效[25]。BRAF基因V600E突变检测作为一种预测预后的生物标志物，对恶性肿瘤患者的临床治疗和预后具有重要意义。最近，一种BRAF基因V600E突变特异性单克隆抗体被开发出来，用于评估BRAF基因V600E在几种恶性肿瘤中的状态，在结肠癌、甲状腺乳头状癌中具有很高的一致性[26]。这种靶向药物治疗及BRAF基因V600E突变特异性单克隆抗体是否可以用于更多恶性肿瘤的诊断及治疗，为研究多种恶性肿瘤发生的复杂机制提供帮助，为恶性肿瘤的预后提供新指标，并指导临床靶向药物治疗提供新方向，尚需今后进一步研究证实。