高 明 于 洋 賈永勝

家族性非髓樣甲狀腺癌候選致病基因的研究及展望*

高 明 于 洋 賈永勝

家族性非髓樣甲狀腺癌為一級(jí)親屬中有2例或2例以上甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞起源的甲狀腺癌患者的家族，并排除甲狀腺癌致病因素暴露史。家族性非髓樣甲狀腺癌是一種常見的腫瘤性遺傳病。與散發(fā)性非髓樣甲狀腺癌相比，家族性非髓樣甲狀腺癌發(fā)病年齡更低，發(fā)病率更高且轉(zhuǎn)移率更高。因此，一般認(rèn)為家族性非髓樣甲狀腺癌的預(yù)后更差。盡管已有部分報(bào)道，但家族性非髓樣甲狀腺癌的致病基因尚未明確。全基因組外顯子測(cè)序技術(shù)以其快速、高通量以及低成本而被廣泛應(yīng)用，因此適用于尋找家族性非髓樣甲狀腺癌的致病基因或易感基因。

家族性非髓樣甲狀腺癌 致癌基因 全基因組外顯子測(cè)序

家族性非髓樣甲狀腺癌（familial non-medullary thyroid carcinoma，F(xiàn)NMTC）家系的定義為：一級(jí)親屬中有2例或2例以上甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞起源的甲狀腺癌患者的家族，并排除甲狀腺癌致病因素暴露史。以往認(rèn)為FNMTC家系在臨床上罕見，并未引起足夠重視，因此對(duì)其相關(guān)報(bào)道甚少。近年研究發(fā)現(xiàn)，約10%的非髓樣甲狀腺癌（non-medullary thyroid carcinoma，NMTC）患者都具有家族史［1-4］，在臨床有相當(dāng)一部分患者都患有家族性甲狀腺癌。10%的家族遺傳病例足以說明FNMTC具有很高的遺傳傾向性，嚴(yán)重危害人類健康。遺憾的是，由于以前對(duì)FNMTC認(rèn)識(shí)不足，臨床對(duì)FNMTC的致病基因、臨床特點(diǎn)及治療原則均不明確。因此，對(duì)于FNMTC的研究應(yīng)給予足夠的重視［5］。依據(jù) OMIM（Online Mendelian Inheritance in Man，OMIM）的信息統(tǒng)計(jì)，到目前為止，已發(fā)現(xiàn)約有2 400個(gè)致病基因和單基因病有關(guān)，另外約有1 600多個(gè)單基因病已有較明確的致病位點(diǎn)，但尚未克隆出致病基因。因此，進(jìn)行FNMTC致病基因的定位、克隆，將為明確FNMTC的分子診斷、分子分型、診斷和治療奠定重要理論基礎(chǔ)，為以后基因治療提供可能。此類研究具有重要的理論價(jià)值和社會(huì)現(xiàn)實(shí)意義。

1 家族性非髓樣甲狀腺癌的臨床表現(xiàn)及流行病學(xué)研究

FNMTC可單獨(dú)發(fā)病或作為家族性腫瘤綜合征如Gardner綜合征（家族性腺瘤樣息肉病）、Cowden病或其他罕見綜合征的一部分發(fā)生。其中絕大多數(shù)FNMTC屬于單獨(dú)發(fā)生。從組織學(xué)角度分析，F(xiàn)NMTC多為家族性甲狀腺乳頭狀癌，約占90%，其余為濾泡型甲狀腺癌（包括Hurthle細(xì)胞瘤）。由于很少合并家族性腫瘤綜合征且病理類型都屬于最常見者，F(xiàn)NMTC的確診就更加隱匿，單從臨床表現(xiàn)上很難對(duì)家族性與散發(fā)性患者進(jìn)行鑒別。因此，闡明其致病基因，明確其分子診斷方法，對(duì)患者篩查及改善預(yù)后有著極為重大的意義。

流行病學(xué)研究表明，F(xiàn)NMTC患者的一級(jí)親屬中該病的發(fā)病率比普通人群高，其患病風(fēng)險(xiǎn)升高4～10倍［6］。3.5%～6.2%的NMTC患者可發(fā)現(xiàn)家族成員患病［7］。多數(shù)研究表明，F(xiàn)NMTC與散發(fā)性NMTC相比，具有更高的侵襲性。雙側(cè)或多發(fā)病灶是FNMTC的主要臨床特征之一。FNMTC預(yù)后較差，區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腺外侵犯、腫瘤腺體內(nèi)播散、合并多發(fā)性良性病變的比例均較散發(fā)性者高［8-9］。多因素統(tǒng)計(jì)顯示FNMTC是NMTC無瘤生存期變短的最主要因素［8］。有研究顯示，家族性非髓樣甲狀腺癌發(fā)病年齡更早（39歲vs.46歲），多灶性比例更高（75%vs.43.3%）且復(fù)發(fā)率更高（44%vs.17%）［9］。FNMTC行全甲狀腺切除及區(qū)域淋巴結(jié)清掃術(shù)后常規(guī)行放射性碘治療及內(nèi)分泌抑制治療，其長期生存不比散發(fā)性NMTC差［10］。以上說明，F(xiàn)NMTC的侵襲性更強(qiáng)，預(yù)后更差。對(duì)FNMTC采取積極的治療手段，可以改善其預(yù)后，而對(duì)FNMTC的早期診斷就成為影響預(yù)后的關(guān)鍵所在。

2 家族性非髓樣甲狀腺癌候選致病基因的研究

對(duì)于遺傳性疾病研究，家系的選擇至關(guān)重要。FNMTC屬于遺傳性疾病，但在一個(gè)家系中出現(xiàn)2例NMTC并不表示其一定具有遺傳性，其發(fā)生可能與共同暴露于易感因素有關(guān)。Charkes通過分析研究認(rèn)為，如果家族一級(jí)親屬中只有2例非髓樣癌患者，此家族具有遺傳性的概率只有31%～38%；若一級(jí)親屬中有3個(gè)或3個(gè)以上患者，此家族具有遺傳性的概率則大于94%，從這一點(diǎn)上來講，研究對(duì)象家系的選擇十分重要［11］。雖然FNMTC的概念提出至今已近50年，但由于技術(shù)方法的限制和樣本選擇偏差等原因，至今，與FNMTC發(fā)生相關(guān)的特異性致病基因仍未能被闡明?，F(xiàn)有觀點(diǎn)認(rèn)為它可能由抑癌基因突變所致，為常染色體顯性遺傳病，但目前除了少數(shù)合并有NMTC的家族性腫瘤綜合征外，對(duì)于那些單獨(dú)發(fā)病的FNMTC的分子遺傳學(xué)所知甚少［12-15］。有研究表明多個(gè)染色體位點(diǎn)可能與FNMTC的發(fā)生有關(guān)。第一個(gè)被提出的位點(diǎn)為MNG1（14q32），然而在隨后的研究中發(fā)現(xiàn)，此位點(diǎn)的突變也見于其他多發(fā)甲狀腺腫物的患者。之后有研究顯示TCO（19p13.2）可能為FNMTC的致病基因，但此結(jié)果頗有爭(zhēng)議。反對(duì)者提出，此位點(diǎn)的基因突變也見于散發(fā)性甲狀腺非髓樣甲狀腺癌患者。fPTC=PRN（1q21）位點(diǎn)只在一個(gè)FNMTC家系中被證實(shí)，在其他家系中缺乏進(jìn)一步的研究。NMTC1（2q21）在3個(gè)不同的研究中被證實(shí)，但亦有少數(shù)研究不支持此結(jié)論。FTEN（8p23.1～p22）與fPTC=PRN（1q21）位點(diǎn)一樣，只在一個(gè)FNMTC家系中被證實(shí)，在其他家系的研究中缺乏可重復(fù)性［16-17］。

MAPK信號(hào)傳導(dǎo)通路的異常激活是甲狀腺癌發(fā)生的重要原因，目前的研究已經(jīng)排除了該信號(hào)傳導(dǎo)通路一些可疑基因?qū)е翭NMTC發(fā)病的可能性，包括Ras基因突變，RET/PTC基因重排，BRAF基因突變以及TRK、MET、APC、PTEN、JUNB以及 TSHR基因突變等［18-19］。此外還有研究顯示，SNP可能與FNMTC的發(fā)病直接相關(guān)，但已報(bào)道的SNP位點(diǎn)均遠(yuǎn)離現(xiàn)有的已知基因。有報(bào)道指出，這些SNP可能與mRNA的表達(dá)有關(guān)，但均未能提供充足的證據(jù)給予支持，但SNP仍被認(rèn)為是最可能的致病原因之一［20-21］。

3 致病基因的研究方法

近年來，眾多研究小組開展了大量的全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wide association studies，GWAS），發(fā)現(xiàn)并鑒定了許多與復(fù)雜疾病相關(guān)聯(lián)的遺傳變異，為復(fù)雜疾病發(fā)病機(jī)制的研究提供了重要線索。由于GWAS的結(jié)果存在假陽性、假陰性、檢測(cè)到的單核苷酸多態(tài)性很少位于功能區(qū)以及對(duì)稀有變異和結(jié)構(gòu)變異不敏感等問題的存在，導(dǎo)致了其應(yīng)用的局限性。一直以來，單基因病致病基因的克隆常采用傳統(tǒng)的候選基因定位克隆技術(shù)，然而傳統(tǒng)的定位克隆技術(shù)常常會(huì)因?yàn)榧蚁祪?nèi)成員太少、基因位點(diǎn)的異質(zhì)性、外顯不全及定位區(qū)間內(nèi)候選克隆基因太多等而受到限制。新一代測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)了全基因組測(cè)序和全基因組外顯子測(cè)序的快速發(fā)展，也為解決上述問題提供了契機(jī)。全基因外顯子組捕獲結(jié)合高通量測(cè)序，一次可獲得全部外顯子的信息，從根本上解決了傳統(tǒng)克隆致病基因的難題。

全基因組外顯子測(cè)序是利用序列捕獲技術(shù)將全基因組外顯子區(qū)域DNA捕捉并富集后進(jìn)行高通量測(cè)序的基因組分析方法。此技術(shù)在米勒綜合癥的研究中首次得到成功的應(yīng)用［22］，隨后通過此項(xiàng)技術(shù)發(fā)現(xiàn)了歌舞伎綜合癥［23］、重型顱腦畸形［24］等孟德爾疾病的新的致病基因突變。最近，應(yīng)用外顯子組測(cè)序發(fā)現(xiàn)了家族性低β脂蛋白血癥的一個(gè)新的致病突變［25］，該疾病是一種脂質(zhì)代謝障礙的復(fù)雜疾病。由于其具有對(duì)常見和罕見變異的高靈敏度，能發(fā)現(xiàn)外顯子區(qū)絕大部分疾病相關(guān)變異以及僅需要對(duì)約1%的基因組進(jìn)行測(cè)序等優(yōu)點(diǎn)，促使全基因組外顯子測(cè)序成為鑒定孟德爾疾病的致病基因最有效的策略，也被運(yùn)用于復(fù)雜疾病易感基因的研究和臨床診斷中。這些結(jié)果都表明全基因組外顯子測(cè)序技術(shù)適用于尋找單基因疾病、復(fù)雜疾病（如糖尿病、肥胖癥等代謝綜合癥）、以至癌癥的致病基因或易感基因。

4 展望

前期對(duì)多個(gè)家系的研究已發(fā)現(xiàn)多個(gè)結(jié)構(gòu)與功能均未明確的新基因。相信通過對(duì)該基因進(jìn)一步的功能分析以及明確該致病基因的生物學(xué)功能，可以進(jìn)一步闡明FNMTC的分子發(fā)病機(jī)制，優(yōu)化早期診斷和治療方法，以及提高高危家庭成員的篩查率。

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（2014-01-10收稿）

（2014-01-18修回）

Studies and prospects of the candidate virulence gene of familial medullary thyroid carcinoma

Ming GAO;E-mail:gming68@yahoo.com.cn
Department of Thyroid and Neck Cancer,Tianjin Medical University Cancer Institute and Hospital;National Clinical Research Center for Cancer;Tianjin Key Laboratory of Cancer Prevention and Therapy,Tianjin 300060,China.

Familial non-medullary thyroid carcinoma(FNMTC)is def i ned as the presence of two or more affected f i rst-degree relatives with non-medullary thyroid cancers without other known familial syndromes.FNMTC is one of the most inheritable forms of all cancers,with a high risk of a first-degree relative developing the disease.Compared with sporadic non-medullary thyroid carcinoma(NMTC),FNMTC presents at a younger age and is associated with a higher incidence of multifocal disease and metastasis.This increased aggressiveness has been hypothesized to translate into higher recurrence rates and decreased survival of patients with FNMTC.The genes involved in the pathogenesis of FNMTC are yet to be elucidated,although some recent studies identif i ed several predisposition loci with a high degree of genetic heterogeneity.Since 2005,next-generation sequencing(NGS)technologies have been developing as rapid,high-throughput,and cost-effective approaches to fulfill medical sciences and research demands.With the use of NGS,the underlying causative genes can be directly distinguished via systematic filtering,through which the identified gene variants are verified for novelty and functionality.

familial non-medullary thyroid carcinoma,oncogene,whole-exome sequencing

10.3969/j.issn.1000-8179.20140099

天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院甲狀腺頸部腫瘤科，國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心，天津市腫瘤防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（天津市300060）

*本文課題受國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：81272282）資助

高明 gaoming68@aliyun.com

Ming GAO,Yang YU,Yongsheng JIA

This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(No.81272282).

高明 教授，主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師，腫瘤學(xué)博士。主要研究方向?yàn)轭^頸部惡性腫瘤的基礎(chǔ)及臨床研究。

E-mail：xiaolanyu@sina.com