BRAF基因V600E突變在惡性腫瘤中作用的研究進展

陳君君，鄭洪

(遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，貴州遵義563000)

RAF基因是一種廣泛存在于哺乳動物中的最重要的原癌基因之一，有ARAF、BRAF、CRAF 3種亞型。其中BRAF具有最強的激酶活性，由18個外顯子組成,編碼蛋白約94 kDa；由于第15外顯子的單個堿基發(fā)生胸腺嘧啶(T)和腺嘌呤(A)的錯義突變,導(dǎo)致翻譯蛋白600位密碼子的纈氨酸被谷氨酸取代,產(chǎn)生蛋白序列改變，即V600E突變。除V600E突變外，BRAF基因的外顯子15中測到許多獨特且罕見的非熱點突變，如T599I、T599dup、K601E。BRAF基因V600E突變導(dǎo)致KRAS/BRAF/MAPK通路傳導(dǎo)異常,引起細胞過度增殖和分化而誘發(fā)腫瘤,并對腫瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移發(fā)揮重要作用[1]。因此，BRAF基因V600E突變也會影響腫瘤的靶向藥物治療。現(xiàn)就BRAF基因V600E突變在不同惡性腫瘤中作用的研究進展報告如下。

1 BRAF基因V600E突變在結(jié)腸癌中的作用

最新數(shù)據(jù)顯示，結(jié)腸癌是導(dǎo)致癌癥死亡的第二大原因，全世界每年死亡超過50萬例[2]。研究發(fā)現(xiàn)，大約有23%的結(jié)腸癌患者中可檢測到BRAF基因V600E突變[3]。BRAF蛋白位于MAPK/ERK通路的入口,它將RAS蛋白和細胞表面受體通過促分裂原活化的蛋白激酶的激酶(MEK)和胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)與核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子相連,從而調(diào)節(jié)細胞的分化、分裂。在胞質(zhì)中ERK磷酸化后可激活p90核糖體S6激酶，繼而通過使凋亡誘導(dǎo)因子含溴區(qū)蛋白8(BRD8)失活或激活環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)序列結(jié)合蛋白(cAMP)而影響細胞凋亡。激活的ERK還能影響多種基因的表達：增強核因子κB(NF-κB)、細胞周期蛋白D1(Cyclin D1)表達，從而促進細胞增殖和減少細胞凋亡；增加血管表皮生長因子(VEGF)、表皮生長因子受體(EGFR)表達，促進血管生成；增加β3整合素表達，促進組織侵襲和轉(zhuǎn)移；誘導(dǎo)mdm2的表達,進而抑制p53活性。研究表明，在結(jié)腸腺癌中BRAF基因V600E突變提高了ERK、NF-κB活性和小鼠胚胎NIH3T3細胞轉(zhuǎn)化能力；研究采用RNA干擾(RNAi)技術(shù)抑制BRAF基因V600E的表達,能夠有效降低MAPK活性,從而抑制細胞生長和促進凋亡,明確了BRAF基因?qū)毎哂姓{(diào)控作用[4]。

現(xiàn)有臨床證據(jù)表明，BRAF基因V600E突變對結(jié)腸癌具有明確的預(yù)后價值；因BRAF基因V600E突變型結(jié)腸癌的惡性程度高、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率高，常導(dǎo)致較差的臨床結(jié)果。Ahn等[5]報道，BRAF基因V600E突變患者5年生存率明顯降低，與結(jié)腸癌的臨床病理特征無關(guān)，但BRAF基因V600E突變型可能是預(yù)后不良的重要因素之一。研究表明，BRAF基因野生型結(jié)腸癌患者可以從抗EGFR單克隆抗體治療中獲益，無進展生存期和總生存期明顯優(yōu)于突變型[6]。最近的指南建議，對所有結(jié)腸癌患者進行BRAF基因V600E突變分析，以進行預(yù)后分層；然而，BRAF基因V600E突變作為抗EGFR治療的預(yù)測指標的現(xiàn)有數(shù)據(jù)是有限的，因為在本質(zhì)上大部分研究是回顧性的。同時，BRAF基因V600E突變在結(jié)腸癌中相對較低的發(fā)生率，對前瞻性地解決這一問題提出了最大的挑戰(zhàn)。目前，尚無足夠的證據(jù)推薦對結(jié)腸癌患者進行BRAF基因V600E突變檢測來預(yù)測抗EGFR治療的反應(yīng)[7]。

總之，BRAF基因V600E突變是結(jié)腸癌預(yù)后不良的因素已達成共識，但其能否預(yù)測抗EGFR單克隆抗體的療效仍然存在爭議；雖然不能證明BRAF基因V600E突變是決定西妥昔單抗在結(jié)腸癌中療效的獨立因素之一，但檢測BRAF基因狀態(tài)有利于進一步預(yù)測西妥昔單抗在大腸癌中的價值，更進一步支持了BRAF基因V600E突變提示更差預(yù)后的共識。

2 BRAF基因V600E突變在甲狀腺乳頭狀癌中的作用

甲狀腺癌是內(nèi)分泌腫瘤中最常見的腫瘤，其發(fā)病率呈逐年上升趨勢。研究發(fā)現(xiàn)，高分化的甲狀腺乳頭狀癌高達97%發(fā)生基因突變[8]，其中BRAF等相關(guān)基因突變控制著甲狀腺癌的發(fā)生、發(fā)展。RAS/RAF/MEK/ERK信號通路屬于高度致癌通路，通路中RAS的直接效應(yīng)是通過二聚化誘導(dǎo)其活化，同時BRAF磷酸化并激活MEK，其又磷酸化并激活ERK。BRAF的已知效應(yīng)是激活ERK后誘發(fā)下游轉(zhuǎn)錄因子的磷酸化，調(diào)控基因表達，使細胞骨架重構(gòu)及調(diào)節(jié)細胞代謝，最終導(dǎo)致細胞轉(zhuǎn)化和癌變[9]。這一系列反應(yīng)與甲狀腺腫瘤的發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)密切相聯(lián)，但其明確的發(fā)病機制還不清楚。

甲狀腺乳頭狀癌是甲狀腺癌的主要組織學(xué)類型，大約占80%。大多數(shù)甲狀腺乳頭狀癌患者可以治療，10年生存率>90%。然而，一部分乳頭狀甲狀腺癌患者由于轉(zhuǎn)移而預(yù)后不良，在早期將此類患者與低風(fēng)險患者區(qū)分開來通常具有挑戰(zhàn)性。因此，早期生物標志物的鑒定有助于區(qū)分有高危因素的患者[10]。BRAF基因V600E突變是甲狀腺乳頭狀癌發(fā)展中的重要事件，有40%～60%的患者該基因發(fā)生突變[11]。初步研究表明，針對BRAF基因V600E的選擇性小分子抑制劑威羅菲尼，可能在BRAF基因V600E陽性的甲狀腺乳頭狀癌中具有活性[12]。一項新的研究表明，威羅菲尼對25%～50%對放射性碘產(chǎn)生耐藥的甲狀腺乳頭狀癌患者有效。使用BRAF抑制劑逆轉(zhuǎn)放射性碘抵抗的碘難治性BRAF基因V600E突變的轉(zhuǎn)移性甲狀腺乳頭狀癌，為這些患者提供了一種潛在的新治療方案[13]。此外，BRAF基因V600E在乳頭狀甲狀腺癌的診斷中具有重要價值。雖然BRAF基因V600E突變與組織學(xué)診斷有關(guān)，但與其他臨床病理特征無關(guān)。一些研究表明，BRAF基因V600E突變甲狀腺乳頭狀癌患者具有更高的復(fù)發(fā)和死亡風(fēng)險，預(yù)后更差[14]。BRAF基因V600E突變在甲狀腺乳頭狀癌預(yù)后中的價值還有待研究，因此研究其分子機制和鑒定標志物以指導(dǎo)甲狀腺癌的臨床策略和管理至關(guān)重要。

3 BRAF基因V600E突變在漿液性卵巢癌中的作用

卵巢癌是最致命的婦科癌癥，5年存活率僅46%[15]。其中漿液性癌最常見(75%)，其又進一步細分為低級別和高級別漿液性腫瘤，而低級別漿液性腫瘤包括低級別漿液性卵巢癌和漿液性交界瘤。由于發(fā)病機制不同，約90%的高級別漿液性卵巢癌有p53突變，約60%的低級別漿液性卵巢癌中發(fā)現(xiàn)BRAF基因V600E突變[16]。KRAS/BRAF/MEK/MAPK信號通路的激活在低級別漿液性卵巢癌的發(fā)生過程中起著重要作用,KRAS和BRAF是這一通路的兩個重要成員，它們的突變在ERK通路參與腫瘤形成的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。文獻報道，KRAS或BRAF突變導(dǎo)致此通路的下游靶基因ERK持續(xù)磷酸化激活,活化的ERK1/2激活下游蛋白激酶等,促進腫瘤的發(fā)生[17]。與高級別漿液性癌相反，低級別漿液性癌對化療耐藥，主要以手術(shù)為主。其腫瘤通常表現(xiàn)為低的腫瘤有絲分裂指數(shù)，并且對化療有很大的抵抗性[18]。因此，尋找早期敏感且特異的實驗室診斷指標、分子預(yù)后指標及靶向治療的分子靶點成為卵巢癌研究的熱點。

一項研究表明，BRAF基因V600E突變有助于低級別漿液性癌的發(fā)展。張晶等[19]認為，RAS/RAF信號通路異常活動促進交界瘤向低級侵襲性漿液性癌的轉(zhuǎn)變，符合低級漿液性卵巢癌“良性到交界性再發(fā)展為癌”的逐步遞進理論模型。Zeppernick等[20]研究表明，所有BRAF基因V600E突變的漿液性交界瘤中鑒定出總是表達細胞衰老的標志物p16，類固醇激素(ER、PR)、WT1表達缺失及Ki-67增殖指數(shù)降低，M30染色凋亡標志陽性。這種“致癌基因誘導(dǎo)的衰老”表型可能代表阻止?jié){液性交界瘤向低級別漿液性卵巢癌進展的機制。數(shù)據(jù)分析表明，存在這些突變的患者生存期似乎較短[18]。而有研究表明，患者BRAF或KRAS突變與改善的預(yù)后或有利的趨勢有關(guān)[21]。因此，KRAS和BRAF突變的預(yù)后意義仍存在爭議。

Pohl等[22]研究表明，BRAF基因V600E突變與MEK抑制劑CI-1040的生長抑制和凋亡誘導(dǎo)作用相關(guān)聯(lián)。Nakayama等[23]的研究同樣表明，伴有BRAF基因V600E突變的卵巢癌細胞較野生型的癌細胞對CI-1040的生長抑制和凋亡誘導(dǎo)作用更敏感。此外，CI-1040作用于存在BRAF基因V600E突變的卵巢癌細胞，可下調(diào)Cyclin D1表達，促進腫瘤增殖。關(guān)于低級別漿液性卵巢癌的最新靶向藥物治療，索拉菲尼被美國FDA批準上市。它是一個口服的非選擇性多激酶抑制劑，阻斷細胞介導(dǎo)的RAF/MEK/ERK信號通路，同時可抑制細胞膜表面血管內(nèi)皮生長因子受體，從而抑制腫瘤新生血管的形成，阻斷腫瘤細胞營養(yǎng)的供應(yīng)，達到雙重抗腫瘤作用。Pitoia等[24]研究表明, 在攜帶BRAF基因V600E突變的患者中，與野生型患者相比，索拉非尼顯著改善了無進展生存期。

4 BRAF基因V600E突變在其他惡性腫瘤中的作用

研究表明[1]，BRAF基因V600E在黑色素瘤的突變率為50%、非小細胞肺癌(NSCLC)為4%。BRAF特異性抑制劑維羅非尼和達拉非尼、MEK1/2可逆性抑制劑曲美替尼，先后在惡性黑色素瘤中表現(xiàn)出較好的療效和安全性。基于惡性黑色素瘤的靶向藥物治療效果，體外研究發(fā)現(xiàn)，曲美替尼單藥對BRAF基因V600E突變NSCLC細胞有效。歐盟委員會及美國FDA于2017年相繼批準達拉非尼聯(lián)合曲美替尼用于BRAF基因V600突變晚期或轉(zhuǎn)移性NSCLC患者，臨床應(yīng)用具有顯著療效。

綜上所述，BRAF基因V600E突變發(fā)生于多種惡性腫瘤，且相應(yīng)的靶向藥物治療這些腫瘤均有較好效果。但是，惡性腫瘤發(fā)生的復(fù)雜分子機制以及信號通路之間的交叉，多基因、多藥物的綜合治療是研究的熱點。在一項關(guān)于BRAF基因V600E突變結(jié)腸癌的早期臨床試驗中，聯(lián)合抑制BRAF、MEK和EGFR可收到明顯的療效[25]。BRAF基因V600E突變檢測作為一種預(yù)測預(yù)后的生物標志物，對惡性腫瘤患者的臨床治療和預(yù)后具有重要意義。最近，一種BRAF基因V600E突變特異性單克隆抗體被開發(fā)出來，用于評估BRAF基因V600E在幾種惡性腫瘤中的狀態(tài)，在結(jié)腸癌、甲狀腺乳頭狀癌中具有很高的一致性[26]。這種靶向藥物治療及BRAF基因V600E突變特異性單克隆抗體是否可以用于更多惡性腫瘤的診斷及治療，為研究多種惡性腫瘤發(fā)生的復(fù)雜機制提供幫助，為惡性腫瘤的預(yù)后提供新指標，并指導(dǎo)臨床靶向藥物治療提供新方向，尚需今后進一步研究證實。