
文章信息
- 张丽,焦凯. 2014.
- ZHANG Li, JIAO Kai. 2014.
- 甲状腺髓样癌特异性标志物及相关基因研究
- Specific Biomarkers and Related Gene of Medullary Thyroid Carcinoma
- 肿瘤防治研究, 2014, 41(12): 1357-1360
- Cancer Research on Prevention and Treatment, 2014, 41 (12): 1357-1360
- http://www.zlfzyj.com/CN/10.3971/j.issn.1000-8578.2014.12.023
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文章历史
- 收稿日期:2014-09-27
- 修回日期:2014-10-16
甲状腺髓样癌(medullary thyroid carcinoma,MTC)起源于甲状腺滤泡旁细胞,又称甲状腺滤泡旁细胞癌(或C细胞癌),占甲状腺癌的5%~12%[1],属于中等恶性程度的肿瘤,其恶性程度仅次于未分化癌。由于MTC生长呈浸润性,早期即可转移至颈部区域淋巴结(50%的患者初诊时己有颈淋巴结转移[2]),且对放射治疗和化疗均不敏感,在MTC进展或转移前实施全甲状腺切除术是唯一有效的治疗方法[3]。目前对于术前甲状腺肿瘤的确诊主要手段是超声引导下甲状腺细针穿刺活检(FNAB),但该检测方法的敏感度只有45.7%[4]。尤其是当肿瘤较小时,活检的成功率低,且送检后病理检查尤其是冰冻切片诊断上有一定难度和局限性。进一步测定肿瘤标志物对于确诊肿瘤的类型及采取合适的手术治疗方式有一定指导意义。本文就目前采用的甲状腺髓样癌肿瘤标志物及相关基因作一综述,以期为寻找敏感度和特异性更高的标志物及相关基因,为早期诊断MTC提供思路。1 甲状腺髓样癌肿瘤标志物1.1 降钙素
降钙素(calcitonin,CT)是由32个氨基酸组成的短肽,由C细胞中位于11号染色体短臂上的相关基因编码产生。血清降钙素是术前诊断和术后随访MTC患者最敏感和特异的肿瘤标志物[5]。对甲状腺有结节者需测定血清降钙素以协助鉴别是否为甲状腺髓样癌。术后检测血清降钙素有助于判断有无MTC残留或复发,若血清降钙素持续增高,则提示可能已有转移,需行颈部影像学检查进一步明确。部分患者降钙素水平不升高,还可行降钙素或五肽胃泌素激发试验进一步证实。Kudo等[6]用萄萄糖酸钙激发试验来测定术前和术后MTC患者血清降钙素水平的变化,提示在甲状腺全切术后,血清降钙素不超过2倍,或者峰值低于33 pg/ml。若术后激发试验降钙素大于基础值的2倍,则提示有残余癌的存在。降钙素水平还与甲状腺髓样癌的大小和分期呈正相关[7]。降钙素水平翻倍时间(double time,DT)反映了病变进展程度。Barbet等[8]发现降钙素DT下降短于6月者,5年和10年存活率分别为25%和8%;DT在6月~2年之间,5年和10年存活率分别为92%和37%;DT超过两年者均长期存活。Rosário等[9]进行了一项494人的甲状腺结节性疾病的研究表明,血清降钙素(serum calcitonin,sCT)低于10 ng/ml的患者中,没有患MTC者,1例sCT大于100 ng/ml的患者患有MTC,sCT大于10 ng/ml而小于100 ng/ml者1例,此两例患者均行甲状腺切除术及选择性淋巴结清扫,术后6月,血清降钙素检测不到。提示对于无家族史和细胞学检查的甲状腺结节性疾病中散发型MTC患者,术前检测sCT是非常有帮助的。1.2 降钙素基因相关肽
降钙素基因相关肽(calcitonin gene related peptide,CGRP)与降钙素来自一个共同的基因,由Cal/CGRP基因表达,最早在小鼠甲状腺髓样癌C细胞中发现,随后在人MTC细胞中被证实,现已发现有三种CGRP类似肽,分别为α-CGRP、β-CGRP和胰淀素[10]。Camacho等[11]通过对MTC患者及其RET基因阳性亲属进行降钙素基因及降钙素基因相关肽的mRNA检测,发现二者mRNA的表达均与降钙素水平相关,同时显示两者的相对表达有较高的临床敏感度和特异性。这一研究提示CGRP对于MTC及RET基因阳性患者疾病的诊断有一定帮助。Wimalawansa[12]的研究指出,CGRP放射性受体测定可作为免疫反应性降钙素(immunoreactive calcitonin,iCT)升高不明显的MTC患者及C细胞增生患者的补充诊断方法,且具有反应快、敏感度和特异性高的特点。所以,在甲状腺髓样癌患者中,若血浆CGRP水平明显增高,测定血浆CGRP含量对该类患者有一定的诊断意义。1.3 癌胚抗原
癌胚抗原(carcino-embryonic antigen,CEA)属于非器官特异性肿瘤相关抗原,分泌CEA的肿瘤大多位于空腔脏器,如胃肠道、呼吸道、泌尿道等。在非疾病情况下,CEA经胃肠道代谢,而肿瘤状态时CEA则进入血和淋巴循环,引起血清CEA异常升高。在恶性肿瘤中,CEA诊断敏感度最高的是结直肠癌。随着对MTC研究的深入,CEA对MTC诊断的敏感度也很高,有学者研究显示[13]甲状腺癌患者CEA升高比例为50%。正常成人血清中CEA<2.5 μg/L。周雄根等[14]指出在甲状腺髓样癌中,CEA水平持续升高表明MTC处于进展期。当CEA>30 μg/L时,约70%的患者有中央组和同侧颈部同侧淋巴结转移;当CEA>100 μg/L时,转移率上升至90%,且约75%出现对侧淋巴结转移和远处转移。术前高CEA水平与淋巴结转移数目较多具有相关性。术后血清CEA升高,提示MTC复发或转移。近年来,许多研究提倡使用降钙素联合癌胚抗原检测来协助诊断MTC。薛声能等[7]临床试验表明,癌胚抗原联合降钙素诊断甲状腺髓样癌的敏感度高达95.7%,高于癌胚抗原和降钙素单独检测时的诊断敏感度;两者联合检测甲状腺髓样癌的特异性为90%,与单独检测比较差异无统计学意义。1.4 CD44
CD44V6是一类整合膜糖蛋白,连接细胞外基质成分和细胞骨架蛋白,主要分布于淋巴细胞、造血细胞、成纤维细胞表面。根据其外显子不同而分为标准型CD44 S和变异型CD44V,其正常功能是作为淋巴细胞的归巢受体和透明质酸的主要受体,能识别透明质酸、胶原蛋白Ⅰ、Ⅳ等,参与细胞伪足形成,引起细胞形态和游走性改变。有报道指出[15],CD44V6蛋白在肿瘤的生长、浸润、转移中起重要作用,它在食管癌、胃癌、宫颈癌、肺癌、甲状腺乳头状癌中均异常表达;甲状腺髓样癌和滤泡型甲状腺癌中均有CD44V6蛋白表达,而在甲状腺髓样癌中,有淋巴结转移者CD44V6蛋白阳性率明显高于无淋巴结转移者,而正常甲状腺组织中却没有CD44V6的表达。此结果亦被吴俊辉等[16]所证实,并且提示CD44V6过表达对甲状腺髓样癌的转移有促进作用。MTC是一种极易发生区域淋巴结转移的肿瘤,转移率高达60%~80%,其转移机制尚不明确。这些研究均提示术前测定CD44V6有助于甲状腺髓样癌的诊断。1.5 其他标志物
由于甲状腺髓样癌是神经内分泌肿瘤,还会产生许多正常C细胞不会产生或者产生很少的物质,如嗜铬粒素A(CHG-A)、神经特异性烯醇化酶(NSE)、突触素(Syn)等,很多研究使用免疫组织化学技术证实了这些物质的存在,但产生这些物质的机制尚不完全清楚,也可将这些物质作为监测的指标,但缺乏特异性。2 甲状腺髓样癌检测的相关基因2.1 RET基因
陈瑞慧[17]在MTC的研究进展中指出,RET(rearranged during transfection)原癌基因位于染色体10q11.2上,含有一个外显子,全长约60×103,编码一种膜酪氨酸激酶受体蛋白,该原癌基因的点突变就可导致甲状腺C细胞的增生。据柴红等[18]报道,超过95%以上的遗传性MTC患者和30%~50%的散发性MTC患者有RET基因的突变。Rodriguez-Antona等[19]研究表明,MTC发病与RET基因突变导致的酪氨酸激酶的表达相关,其中,VEGFR2和VEGFR3过表达占43%。RET及其相关基因的突变可能成为诊断MTC的特异性标志物。对RET基因突变者行预防性甲状腺切除可预防甲状腺髓样癌的发生,其效果良好。Lau等[20]研究了华人多发性内分泌腺瘤综合征2A型患者,术前RET基因检测均为阳性,突变基因定位于外显子11的634号密码子上,全部行甲状腺全切术,术后随访49月,没有髓样癌复发。陈文有等[21]研究指出,除RET基因重排外,在甲状腺髓样癌患者中用聚合酶链反应PCR圹增RET基因的10、11、13、14、16外显子发现,50%病例在第16外显子中有密码子918ATG→ACG突变。在针对RET基因突变的一些靶向治疗研究中,凡德他尼和索拉非尼等药物取得了良好的效果。凡德他尼是一种VEGF和EGF受体阻滞剂,能够阻碍RET酪氨酸激酶的活性,并且对成人遗传性MTC有效[22]。Broutin等[23]研究中指出,凡德他尼在MTC患者主要通过抑制促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT)通路来抑制RET的磷酸化,从而治疗MTC。2.2 ras基因
ras基因是一种原癌基因,首次发现于大鼠肉瘤病毒,通过启动信号转导中MAP激酶途径,调控细胞的增殖和分化,ras基因在人类癌细胞中经常发生突变。Boichard等[24]发现在RET基因突变阴性的散发性MTC患者中存在ras的突变,突变主要位于ras基因的2、3、4号外显子上,而遗传性MTC中未发现ras的突变;同时他们还发现RET突变和ras突变是相互排斥的,这一研究证实了在散发性MTC中,ras基因突变普遍存在。同时,Agrawal等[25]对17个散发性MTC患者的外显子编码蛋白中的约21000个基因进行了测序,发现约90%的MTC患者RET基因和ras基因的突变相互排斥,这一结果提示,RET基因和ras基因突变是MTC发生中占主导地位的两条途径。另外,Starenki等[26]对小鼠进行了人MTC的异种移植后发现,激活人体MTC细胞系中的ras或raf基因的表达,可以通过人白血病抑制因子介导的自分泌或旁分泌回路诱导生长停滞和RET基因的下调。在小鼠体内,重组白血病抑制因子激活JAK/STAT通路,并且下调肿瘤中RET和E2F1的表达,以上研究均提示可以通过调控ras及RET基因的表达对MTC进行治疗。2.3 p53基因
p53基因位于17号染色体短臂上,全长16~20 kb,其产物为由393个氨基酸组成的核磷酸化蛋白。p53有野生型和突变型两种,野生型p53对肿瘤的发生起抑制作用,突变型p53对肿瘤的发生起促进作用,突变型p53基因的表达产物可通过多种途径参与细胞周期调控[27]。裘良斌等[28]研究p53和RET基因在不同类型甲状腺肿瘤中的表达中指出,p53的表达与甲状腺癌病理类型和分化程度有关,p53突变主要发生于未分化癌,其突变高达22%~86%。Quiros等[29]研究认为,p53基因突变可能引起甲状腺组织癌变,是使其向低分化甲状腺癌转化的关键因素。通过检测p53基因可以协助诊断甲状腺癌的病理类型、分化程度及预后,进而采取合适的治疗方案。2.4 microRNAs(miRNAs)
miRNA是基因表达调控中最原始的调控因子,对细胞的生长和肿瘤的发展都起着非常重要的作用。Hudson等[30]对miRNA在MTC中的表达进行了研究,通过实时荧光定量PCR技术发现存在3种miRNA在MTC上特异性表达,分别为miR-375 、miR-10a和miR-455 ,前两者在MTC中过度表达,后者表达减少,同时还发现以上三种miRNA的不同表达在MTC的C细胞系及肿瘤的发展过程中发挥非常重要的作用。与上述研究相似,Abraham 等[31]也对散发型和家族型MTC患者的miRNA的表达进行了分析,通过反转录定量PCR技术发现,miRs-183和miRs-375在MTC中过度表达,miR-9表达减少,同时还发现MTC中miRs-183和miRs-375的过度表达对颈部外侧淋巴结的转移有预测作用,并且与MTC残余癌、远处转移及死亡率均有关联。抑制miRs-183表达后,甲状腺癌细胞系中的活性细胞数量明显减少,同时还下调了具有自噬功能的LC3B蛋白的表达。目前对于miRNA在MTC中的表达及相关作用的研究越来越多,提示miRNA可作为术前诊断MTC的另外一种有效的手段。3 总结
甲状腺髓样癌属于神经内分泌肿瘤,能产生降钙素、5-羟色胺、舒血管肠肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)和前列腺素等生物活性物质。近年来,MT C的发病率有上升趋势,徐徕等[32]报道,MTC在甲状腺恶性肿瘤中虽仅占5 %~1 0 %,但却占据了甲状腺癌相关死亡的13.4%。研究证实,MTC发病的主要原因是RET基因突变,使C细胞过度增殖所致。MTC产生的这些特异性物质及其相关基因的检测既有助于确定肿瘤的性质,又能避免扩大手术范围引起的损伤,对临床工作有一定指导意义。国内目前对于MTC的术前标志物检测大多仅限于CT和CEA,由于医疗条件的限制,其他标志物及MTC相关基因的检测开展较少,尚需要扩大实施范围,进一步证明上述标志物及相关基因对MTC诊断的预测意义。
[1] | Wong KK, Laird AM, Moubayed A, et al. How has the management of medullary hyroid carcinoma changed with the advent of 18 F-FDG and non-18 F-FDG PET radiopharmaceuticals[J]. Nucl Med Commun, 2012, 33(7): 679-88. |
[2] | Liu YW, Wang MY. Some problems of diagnosis and treatment of medullary thyroid carcinoma[J].Lin Chuang Wai Ke Za Zhi, 2012, 20(7):455-6. [刘跃武, 王梦一. 甲状腺髓样癌诊治的若干问题[J]. 临床外科杂志, 2012, 20(7): 455-6.] |
[3] | Qi XP, Zhao JQ, DuZF, et al. Prophylactic thyroidectomy for MEN 2-related medullary thyroid carcinoma based on predictive testing for RET proto-oncogene mutation and basal serum calcitonin in China[J].Eur J Surg Oncol, 2013, 39(9): 1007-12. |
[4] | Essig GF Jr, Porter K, Schneider D,et al. Fine needle aspiration and medullary thyroid carcinoma: the risk of inadequate preoperative evaluation and initial surgery when relying upon FNAB cytology alone[J].Endocr Pract, 2013, 19(6): 920-7. |
[5] | Pazaitou-Panayiotou K, Chrisoulidou A, Mandanas S, et al. Predictive factors that influence the course of medullary thyroid carcinoma[J].Int J Clin Oncol, 2014, 19(3): 445-51. |
[6] | Kudo T, Miyauchi A, Ito Y, et al. Serum calcitonin levels with calcium loading tests before and after total thyroidectomy in patients with thyroid diseases other than medullary thyroid carcinoma[J]. Endocr J, 2011, 58(3): 217-21. |
[7] | Xue SN, Lei J, Li N, et al. The Value of combined detection of calcitonin and carcinoembryonic antigen in diagnosis and treatment of medullary carcinoma of thyroid[J].Zhongguo Wei Sheng Jian Yan Za Zhi, 2012, 22(7): 1620-1.[薛声能, 雷娟, 李娜, 等.降钙素和癌胚抗原联合检测在甲状腺髓样癌诊治中的意义[J]. 中国卫生检验杂志, 2012, 22(7): 1620-1.] |
[8] | Barbet J, Campion L, Kraeber-Bodéré F, et al. Prognostic impact of serum calcitonin and carcinoembryonic antigen doubling-times in patients with medullary thyroid carcinoma[J].J Clin Endocrinol Metab, 2005, 90(11): 6077-84. |
[9] | Rosário PW, Penna GC, Brand?o K, et al. Usefulness of preoperative serum calcitonin in patients with nodular thyroid disease without suspicious history or cytology for medullary thyroid carcinoma[J]. Arq Bras Endocrinol Metabol, 2013, 57(4): 312-6. |
[10] | Schifter S.Expression of the calcitonin gene family in medullary thyroid carcinoma[J]. Peptides, 1997, 18(2): 307-17. |
[11] | Camacho CP, Lindsey SC, Melo MC, et al. Measurement of calcitonin and calcitonin gene-related peptide mRNA refines the management of patients with medullary thyroid cancer and may replace calcitonin-stimulation tests[J].Thyroid, 2013, 23(3): 308-16. |
[12] | Wimalawansa SJ.CGRP radioreceptor assay:a new diagnostic tool for medullary thyroid carcinoma[J]. J Bone Miner Res, 1993, 8(4): 467-73. |
[13] | Chang ZF, Chen WZ, Yan LX, et al. Medullary thyroid carcinoma with high level CEA as the first symptom:a case report[J].Zhong Liu Xue Za Zhi, 2011, 17(1): 79-80.[常中飞, 陈文彰, 燕丽香, 等. 以CEA升高为首发的甲状腺髓样癌1例报道[J].肿瘤学杂志, 2011, 17(1): 79-80.] |
[14] | Zhou XG, Shu JC, Yang QH, et al. A case of medullary carcinoma with the first manifestation of serum CEA elevation[J].Wei Chang Bing Xue He Gan Bing Za Zhi, 2011, 20(4): 373-4.[周雄根, 舒建 昌, 杨琦红, 等. 以癌胚抗原升高为首发表现的甲状腺髓样癌1例[J].胃肠病学和肝病学杂志, 2011, 20(4): 373-4.] |
[15] | Huang CP, Zhu YX, Shi DR, et al. Relationship between expression of CD44v6 in medullary thyroid carcinoma and its cervical lymph node metastasis[J].Fudan Xue Bao(Yi Xue Ke Xue Ban), 2001, 28(6): 523-5.[黄彩平, 朱永学, 施达仁, 等. 甲状腺髓样癌CD44V6表达与颈淋巴结转移的关系[J]. 复旦学报(医学科学版), 2001, 28(6):523-5.] |
[16] | Wu JH,Xu MQ.The expression of bcl-2 and CD44v6 in medullary thyroid carcinoma[J].Zhongguo Yi Liao Qian Yan, 2009, 4(6):2-3.[吴俊辉, 徐美权. Bcl-2和CD44v6在甲状腺髓样癌中的表达及意义[J].中国医疗前沿, 2009, 4(6):2-3.] |
[17] | Chen RH.The research progress of medullary thyroid carcinoma[J]. Gansu Yi Yao, 2012, 31(5): 355-9.[陈瑞慧.甲状腺髓样癌的研究进展[J].甘肃医药, 2012, 31(5): 355-9.] |
[18] | Chai H, Chen ZQ, Yu YL.Research progress of targeted therapy in medullary thyroid carcinoma[J].Shanghai Jiao Tong Da Xue Xue Bao(Yi Xue Ban), 2011, 31(10):1470-4.[柴红, 陈泽泉, 余永利. 甲状腺髓样癌靶向治疗新进展[J].上海交通大学学报(医学版), 2011, 31(10): 1470-4.] |
[19] | Rodriguez-Antona C, Muñoz-Repeto I, Inglada-Pérez L,et al. Influence of RET mutations on the expression of tyrosine kinases in medullary thyroid carcinoma[J].Endocr Relat Cancer, 2013, 20(4): 611-9. |
[20] | Lau GS, Lang BH, Lo CY, et al. Prophylactic thyroidectomy in ethnic Chinese patients with multiple endocrine neoplasia type 2A syndrome after the introduction of genetic testing[J].Hong Kong Med J, 2009, 15(5): 326-31. |
[21] | Chen WY, Zhang CH. The research progress of thyroid carcinoma gene[J].Nei Fen Mi Wai Kei Za Zhi, 2007, 1(4): 261-4.[陈文有, 张春辉. 甲状腺癌基因诊断进展[J].内分泌外科杂志, 2007, 1(4): 261-4.] |
[22] | Fox E, Widemann BC, Chuk MK, et al. Vandetanib in children and adolescents with multiple endocrine neoplasia type 2B associated medullary thyroid carcinoma[J]. Clin Cancer Res, 2013, 19(15): 4239-48. |
[23] | Broutin S, Commo F, De Koning L,et al. Changes in signaling pathways induced by vandetanib in a human medullary thyroid carcinoma model,as analyzed by reverse phase protein array[J]. Thyroid, 2014, 24(1): 43-51. |
[24] | Boichard A, Croux L, Al Ghuzlan A,et al. Somatic RAS mutations occur in a large proportion of sporadic RET-negative medullary thyroid carcinomas and extend to a previously unidentified exon[J].J Clin Endocrinol Metab, 2012, 97(10): E2031-5. |
[25] | Agrawal N, Jiao Y, Sausen M, et al. Exomic sequencing of medullary thyroid cancer reveals dominant and mutually exclusive oncogenic mutations in RET and RAS[J].J Clin Endocrinol Metab, 2013, 98(2): E364-9. |
[26] | Starenki D, Singh NK, Jensen DR,et al. Recombinant leukemia inhibitory factor suppresses human medullary thyroid carcinoma cell line xenografts in mice[J].Cancer Lett, 2013, 339(1):144-51. |
[27] | Jiang WF, Wang YX, Cheng ML, et al. Expression and relationship of XIAP,P53 and Ki67 in papillary thyroid carcinoma[J].Beijing Yi Xue, 2012, 34(11): 971-4.[蒋伟丰, 汪永旭, 程茂良, 等. XIAP、P53和Ki67在甲状腺乳头状癌中的表达及相互关系[J]. 北京医学, 2012, 34(11): 971-4. ] |
[28] | Qiu LB,Wang JS,Wang P.Expressions of p53 and ret in different types of thyroid neoplasms and their clinical significance[J]. Zhong Liu Xue Za Zhi, 2012, 18(8):618-21.[裘良斌, 王军森, 王 平. p53和ret在不同类型甲状腺肿瘤中的表达及其临床意义[J]. 肿瘤学杂志, 2012, 18(8):618-21.] |
[29] | Quiros RM, Ding HG, Gattuso P, et al. Evidengce that one subset of anaplastic thyroid carcinomas are derived from papillary carcimomas due to BRAF and p53 mutations[J]. Cancer, 2004, 103(11):2261-8. |
[30] | Hudson J, Duncavage E, Tamburrino A,et al. Overexpression of miR-10a and miR-375 and downregulation of YAP1 in medullary thyroid carcinoma[J]. Exp Mol Pathol, 2013, 95(1): 62-7. |
[31] | Abraham D, Jackson N, Gundara JS, et al. MicroRNA profiling of sporadic and hereditary medullary thyroid cancer identifies predictors of nodal metastasis, prognosis, and potential therapeutic targets[J]. Clin Cancer Res, 2011, 17(14):4772-81. |
[32] | Xu L, Zhao YP, Wang WB, et al. Clinical characteristics of hereditary and sporadic medullary thyroid carcinoma[J].Zhongguo Yi Xue Ke Xue Yuan Xue Bao, 2012, 34(4): 401-4.[徐徕, 赵玉沛, 王维斌, 等.遗传性和散发性甲状腺髓样癌的临床特点[J].中国医学科学院学报, 2012, 34(4): 401-4.] |