劉廣偉，張再興，戴建軍

(1河北聯(lián)合大學(xué)研究生學(xué)院，河北唐山063000;2河北聯(lián)合大學(xué)附屬醫(yī)院)

ras基因家族包含3種功能性基因，即H-ras、N-ras、K-ras，3種基因內(nèi)部的核甘酸序列相差較大，但均含有1個5'非編碼外顯子和4個編碼外顯子，編碼的產(chǎn)物相對分子質(zhì)量為21 000的G蛋白單體，稱為p21蛋白(ras蛋白)。ras蛋白主要調(diào)節(jié)細胞的分化增殖，被稱為細胞信號網(wǎng)絡(luò)傳遞中的“分子開關(guān)”。ras基因是原癌基因，其被激活后就成為了具有致癌活性的癌基因。其激活方式主要有3種，即基因的點突變、基因大量表達以及基因的插入及轉(zhuǎn)位。其中最常見的就是點突變，約30%的人類惡性腫瘤存在ras基因的點突變。最常見是K-ras的點突變，其次是N-ras、H-ras;常見的突變位點是12、13、61密碼子，其中又以第12位密碼子突變最常見。在不同類型腫瘤中存在不同的ras基因突變。胰腺癌、結(jié)直腸癌、子宮內(nèi)膜癌、膽管癌和肺癌中普遍存在K-ras基因突變，黑色素瘤和髓系惡性腫瘤常為N-ras基因突變所致，而肝癌、甲狀腺癌和膀胱癌常見H-ras基因突變?，F(xiàn)將ras基因在腫瘤發(fā)生、發(fā)展及診斷中的作用研究進展綜述如下。

1 ras基因在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用

K-ras基因在胰腺導(dǎo)管癌(PDAC)發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。關(guān)劍等［1］報道，突變K-ras基因在PDAC起始過程中，K-ras與腺泡細胞化生有密切關(guān)系。Morris等［2］發(fā)現(xiàn)，突變的 K-ras通過抑制β-catenin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑促進腺泡—導(dǎo)管化生(ADM)和胰腺上皮內(nèi)瘤變的形成。β-catenin信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是腺泡細胞再生所必需的，抑制其作用可協(xié)同K-ras突變，形成導(dǎo)管樣癌前病變。還有研究顯示，Mistl基因是胰腺腺泡細胞特有的helix-loophelix轉(zhuǎn)錄因子，在導(dǎo)管、胰島和腺泡中心細胞均不表達。Mistl基因敲除后，突變K-ras基因可明顯加快腺泡細胞向PanIN轉(zhuǎn)化的進程，說明K-ras驅(qū)動的PDAC起始有去分化機制參與。另外，PTEN/PI3K/AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑［3］、Stat3轉(zhuǎn)錄因子均可加速K-ras介導(dǎo)的ADM［4］。對于胰腺癌的研究顯示，PIK3CA/AKT信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑與ras突變的協(xié)同作用是通過抑制ras介導(dǎo)的細胞老化而加速腫瘤形成過程。癌基因介導(dǎo)的細胞老化是由激活的癌基因引起的永久性細胞生長停滯。雖然癌基因的主要功能為驅(qū)動細胞發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化，但在初始細胞中一個癌基因的單獨作用經(jīng)常激活細胞老化而發(fā)揮抑制腫瘤的作用。許多由癌基因激活的良性腫瘤常伴有細胞老化現(xiàn)象，抑制老化機制使良性腫瘤向惡性轉(zhuǎn)化。當(dāng)兩個通路均被激活后，PIK3CA/AKT抑制老化的作用將大于ras介導(dǎo)的老化作用，這是通過與ras介導(dǎo)老化途徑的下游因子(如GSK3和mTOR)相互作用而實現(xiàn)的。小鼠K-ras G12D突變的PanlN模型還顯示，作為PIK3CA/AKT的負性調(diào)節(jié)因子，PTEN失活導(dǎo)致ras介導(dǎo)的細胞老化作用減弱，加快PDAC的形成［5］。

K-ras基因與卵巢黏液性腫瘤關(guān)系密切。于曉紅等［6］研究了EGFR表達與K-ras基因的突變，發(fā)現(xiàn)EGFR的表達和K-ras的突變在卵巢黏液性交界性腫瘤中無相關(guān)性，K-ras基因在卵巢黏液性囊腺瘤、卵巢黏液性交界性囊腺瘤和卵巢黏液性囊腺癌中的突變率分別為0、37.5%、7.5%，三者比較有統(tǒng)計學(xué)差異，交界組突變率明顯高于其他兩組，但卵巢囊腺瘤與囊腺癌比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。EGFR在卵巢黏液性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展中可能發(fā)揮著重要作用。

乳腺癌的發(fā)生、浸潤和轉(zhuǎn)移機制非常復(fù)雜，涉及多種相關(guān)基因的異常表達，且彼此之間可能存在相互影響、相互作用［7］。商琰紅等［8］分析了正常乳腺、導(dǎo)管原位癌(DCIS)、乳腺浸潤性導(dǎo)管癌(IDCNOS)組織中EGFR、K-ras和中心體相關(guān)微管蛋白，發(fā)現(xiàn)三者陽性表達均呈正相關(guān)。K-ras基因的促增殖作用已被諸多研究所證實，ras/MAPK通路中有幾個成員與癌基因有關(guān)，該通路的不恰當(dāng)激活可能導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。研究發(fā)現(xiàn)，在DCIS和IDCNOS組織中K-ras與EGFR陽性表達率均較高，提示K-ras和EGFR可作為乳腺癌發(fā)生的預(yù)測指標。

左強等［9］發(fā)現(xiàn)，EGFR與鼻咽癌的發(fā)生、癌細胞分化和腫瘤進展有一定的關(guān)系，可作為判斷分析鼻咽癌患者預(yù)后的一個指標。ras癌基因被認為是在細胞惡變過程中起引發(fā)作用的癌基因，鼻咽癌約70% ～80%有p21 ras蛋白表達，發(fā)生ras基因突變的幾率極低。在鼻咽癌的發(fā)生和發(fā)展中起到重要作用的是H-ras基因過表達，而不是基因突變。

發(fā)生于甲狀腺濾泡上皮細胞的腫瘤，無論是甲狀腺瘤，還是分化型癌及未分化型癌都存在ras癌基因點突變的發(fā)生，表明ras癌基因在甲狀腺濾泡上皮細胞腫瘤發(fā)生中不可缺少的作用。從丁寶忠等［10］研究來看，ras在甲狀腺良惡性病變中均有較高表達，不存在顯著差異。但在乳頭狀癌、濾泡狀腺瘤及橋本氏病中的陽性率明顯高于其他類型。而從戴亞麗等［11］的研究結(jié)果中表明，甲狀腺乳頭狀癌(PTC)患者ras基因啟動子甲基化發(fā)生率顯著高于良性甲狀腺腫瘤患者，而ras基因mRNA的表達則較良性甲狀腺腫瘤降低;分析在PTC中，ras基因啟動子的高甲基化可能抑制了ras基因的表達，使得ras基因?qū)TC的抑制作用減少，從而促進了PTC的發(fā)生和發(fā)展。提示在PTC中異常的DNA甲基化可能是ras基因沉寂的一個重要機制。

自ras基因發(fā)現(xiàn)以來，其與皮膚腫瘤的關(guān)系已成為研究熱點。郭瑞珍等［12］發(fā)現(xiàn)，ras基因家族3種蛋白在瘢痕癌中的表達，結(jié)果顯示3種蛋白在瘢痕癌組織中均呈強陽性高表達，其表達水平表達強度明顯高于正常皮膚表皮和瘢痕上皮，提示三種蛋白的高表達與瘢痕癌的發(fā)生有密切相關(guān)性。在人體皮膚腫瘤的研究中，ras基因的總突變率在10% ～20%左右，其中 N-ras突變率為16% ～22%，而K-ras和 H-ras的突變率分別為2%、1%［13］。這些研究結(jié)果提示，人類皮膚腫瘤中基因突變率比其他上皮性腫瘤突變率似乎較低。這和胡成久等［14］研究相同，在非腫瘤性病變進展惡變的過程中，基因突變可能是一個早期事件。

2 ras基因在腫瘤診斷中的作用

崔華英等［15］分析了ras相關(guān)區(qū)域家族1A基因啟動子甲基化狀態(tài)，其是從3號染色體短臂克隆出來的抑癌基因，能抑制CyclinD1積聚而導(dǎo)致細胞凋亡，其表達缺失或者受到抑制在癌癥的發(fā)生與發(fā)展中扮演重要角色。抑癌基因的啟動子甲基化與某些腫瘤的臨床分期和病理類型緊密相關(guān)，逐漸成為腫瘤分子診斷和預(yù)后評估的生物標志物?；騿幼蛹谆鳛榛蛩降臉酥疚?，具有極高的特異性和靈敏度。

許立莉等［16］利用ras基因標記物標記出痰液中的肺非典型增生細胞和肺癌細胞，有利于肺癌的早期發(fā)現(xiàn)和診斷并且可以作為肺癌的普查指標或手段。郭秀娟等［17］發(fā)現(xiàn)，具有痰細胞分子細胞學(xué)異常改變的非肺癌患者一般均可能發(fā)展成為肺癌，這無疑為利用痰細胞進行肺癌分子診斷奠定了基礎(chǔ)。ras基因是具有重要生理功能的編碼基因，家族成員包括大約50個相關(guān)的編碼基因GTP-binding參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，在大量相關(guān)研究中ras基因是肺癌早期診斷的典型標記物，在肺癌早期既有高表達，本試驗檢測出ras基因在肺非典型增生細胞癌細胞的痰標本內(nèi)的表達率分別為75%、72%、73%。

研究表明，一些腫瘤組織ras基因突變導(dǎo)致的表達增加與腫瘤的分期和浸潤轉(zhuǎn)移存在一定的相關(guān)性［18］。隋國德等［19］發(fā)現(xiàn)，H-ras的突變與肝癌轉(zhuǎn)移有關(guān)，發(fā)生轉(zhuǎn)移的肝癌組織H-ras突變率高于未發(fā)生轉(zhuǎn)移的肝癌組織，提示H-ras基因異常表達與肝癌的發(fā)生有關(guān)，H-ras基因突變可能導(dǎo)致了原發(fā)性肝癌的發(fā)生。H-ras致癌的機制可能是H-ras發(fā)生突變，引起H-ras蛋白的過量表達，抑制一種觸發(fā)凋亡的核酸酶的活化，明顯降低細胞凋亡的發(fā)生。因此，檢測H-ras改變對腫瘤診斷有潛在臨床應(yīng)用價值。在發(fā)現(xiàn)腫瘤后，若檢出H-ras突變，預(yù)示為惡性腫瘤。良性腫瘤患者，若檢出H-ras突交，預(yù)示存在惡性變可能。正常人血液中檢出H-ras異常，預(yù)示為腫瘤易感，有腫瘤發(fā)生的潛在條件。新近研究結(jié)果顯示，ras基因超家族還包括Rho基因家族，其編碼產(chǎn)物屬于小相對分子質(zhì)量三磷酸鳥苷結(jié)合蛋白族(小G蛋白)，是重要的細胞內(nèi)信號分子，在細胞的許多基礎(chǔ)生命活動中起關(guān)鍵作用［20］。

3 ras基因在腫瘤預(yù)后判斷中的作用

結(jié)直腸癌中K-ras基因的突變比ras家族中其他的基因突變更常見，也是目前研究K-ras基因突變最多、臨床檢測應(yīng)用最多的腫瘤之一。K-ras基因突變的頻率在結(jié)直腸癌中為14% ～50%，一些研究中將其改變作為患者預(yù)后不良的一個指標。徐向明等［21］發(fā)現(xiàn)，K-ras基因突變常發(fā)生在第12和第13密碼子(占95%)，因而臨床上檢測第12/13密碼子就足夠了，而且主要表現(xiàn)為G/A、G/T或G/C雜合型，原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶的K-ras基因高度保持一致，K-ras基因狀態(tài)不會因治療而發(fā)生變異。

孫怡等［22］發(fā)現(xiàn)，K-ras突變與 ERCC1 mRNA 低表達呈正相關(guān)。目前，許多腫瘤預(yù)后分子標志物已用于結(jié)直腸癌，包括原癌基因和抑癌基因的突變、細胞因子、參與細胞周期和凋亡通路蛋白表達的相關(guān)因子、細胞外基質(zhì)蛋白及其抑制物等［23］。鉑類藥物是臨床應(yīng)用最廣泛的抗惡性腫瘤藥物之一，但其易產(chǎn)生耐藥性。研究［24］發(fā)現(xiàn)，ERCC1 mRNA表達水平與鉑類藥物的敏感性密切相關(guān)，腫瘤組織ERCC1轉(zhuǎn)錄水平與鉑類藥物的療效及患者生存率呈負相關(guān)。西妥昔單抗可通過與表皮生長因子受體競爭性結(jié)合，阻斷細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制腫瘤細胞增殖、轉(zhuǎn)移、血管生成并促進細胞凋亡，還能引發(fā)抗體依賴細胞介導(dǎo)的細胞毒作用，還可特異性抑制表達表皮生長因子受體(EGFR)的腫瘤細胞增殖，并提高其對鉑類化療的敏感性［25］。

張陽等［26］發(fā)現(xiàn)，K-ras基因突變情況可作為EGFR TKIs療效的預(yù)測指標。非小細胞肺癌患者K-ras基因突變率較低，與亞裔患者相近，而低于白種人患者。這一點與先前報道的白種人患者腺癌K-ras基因突變率為30%明顯不相符合，但卻與來自韓國、日本和香港等學(xué)者報道相近。K-ras基因突變主要為12號密碼子上的單個核苷酸的替代突變。

ras基因家族在非小細胞肺癌中以K-ras基因單堿基突變?yōu)橹?。因突變ras基因的編碼蛋白存在單個氨基酸的改變，若發(fā)現(xiàn)突變ras基因的編碼蛋白p21 ras蛋白有高表達，可推測相應(yīng)部位可能存在突變的 ras基因。張錦等［27］發(fā)現(xiàn)，非小細胞肺癌p21 ras蛋白陽性率為59.4%，其中鱗癌、腺癌的陽性表達率分別為54.5%、63.5%，兩者比較無統(tǒng)計學(xué)差異。非小細胞肺癌中，晚期肺癌p21 ras蛋白陽性率高于早期肺癌。p21 ras蛋白陽性組累積生存率低于表達陰性組。有人篩選了8篇檢測K-ras基因突變同時有2年生存資料的非小細胞肺癌的文獻，用Meta分析綜合了881例非小細胞肺癌K-ras基因突變與2年生存率的關(guān)系，結(jié)果提示突變者生存期明顯縮短。因此，非小細胞肺癌ras基因突變提示預(yù)后不良。

綜上所述，ras基因是一類在生物進化過程中較為保守的原癌基因，在多種細胞生命活動中起到包括細胞的增殖分化和細胞骨架的構(gòu)建等重要作用。人們對ras基因蛋白及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路進行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)ras與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展具有密切相關(guān)性。然而仍有許多問題需解決，如何種因素導(dǎo)致ras基因突變或過度表達、ras基因突變或過度表達在腫瘤形成過程中起何種作用、ras基因和其他癌基因或抑癌基因如何相互作用致癌等。如何利用現(xiàn)有成果對腫瘤進行干預(yù)和治療將成為新的研究熱點。

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