特發性肺纖維化合并肺癌相關基因的研究進展

何 星，郭 璐，3△，方思雨

(1.成都醫學院，四川 成都 610031；2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院，四川 成都 610072；3.電子科技大學醫學院，四川 成都 611731)

特發性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)是一種慢性進展性的肺纖維化疾病，病因不明，臨床上可出現進行性加重的呼吸困難，影像學表現為普通型間質性肺炎(usual interstitial pneumonia，UIP)。患者以男性較為多見，中位生存期2～5年[1]。部分患者在病程中可能出現肺癌(lung cancer，LC)，并且IPF患者較普通人群更容易發生LC[2]。目前IPF-LC相關的發病機制尚不明確，但已有研究表明IPF與LC之間存在著一些相似之處，如二者都是發生在肺部的異常增殖性疾病，存在類似的細胞遺傳學的改變，并且與LC發生有關細胞信號通路(Wnt/β-catenin和PI3K/PTEN-AKT)在IPF發病過程中也存在著作用[3]。近年有研究通過將IPF-LC患者的病灶組織進行測序分析，發現了多個有關基因的異常表達[4～6]，然而尚缺乏檢出的異常基因與IPF-LC發病的相關研究。通過了解異常基因與IPF及LC的關聯，可能為IPF-LC發病機制的研究提供線索。

1 表面活性蛋白C基因(surfactant protein C，SFTPC)

SFTPC位于人類染色體8p21.3，參與具有疏水性的肺表面活性蛋白(pulmonary surfactant-associated protein C，SP-C)的產生。棕櫚酰化修飾后的SP-C具有吸附脂質、降低肺表面張力的作用，并與肺表面活性蛋白B(SP-B)共同參與蛋白質介導的磷脂單分子層的形成。

SFTPC(I73T，M71V，L188Q)能促進潛伏性TGF-β1在上皮中分泌[7]，具有激活TGF-β信號通路潛能。其中SFTPC(I73T)可通過異常SP-C合成及積累，α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)表達、AT-II增生及膠原沉積，進而引起自發性肺纖維化[8]，證明SFTPC與IPF的發生可能相關。此外，SFTPC(+)小鼠經KRAS(G12D)誘導后，其肺泡中SFTPC(+)細胞出現增殖，并能驅動肺泡腫瘤的發生[9]。而當下調SFTPC的表達，還可能失去對癌細胞增殖的抑制作用，進而促進肺腺癌(LADC)進展[10]。目前有研究在LC患者肺組織中發現SFTPC表達缺失(71%)[11]，而淋巴結(+)區域存在SFTPC表達水平升高[12]，并且外周血中也發現存在SP-CmRNA表達[13]，提示SFTPC可能參與IPF-LC的發生及轉移。

2 端粒酶逆轉錄酶基因(telomerase reverse transcriptase，TERT)

TERT位于人染色體5p15.33上，參與指導合成端粒酶逆轉錄酶，該酶是一種具有逆轉錄活性的蛋白質，也是構成端粒酶的成員之一。TERT被認為與細胞的衰老及癌變關系密切。

TERT突變與IPF及LC的關系密切，其中TERT(rs2736100)與IPF顯著相關[14]，并且在中國IPF人群中存在多種TERT雜合突變(R622H，T644M，V777L，F1032I)，均表現出端粒的縮短[15]。另外TERT(rs10069690，rs2242652，rs2853677)以及TERT單倍型“TA”被證實可能會增加LC發生的風險[16]。已有研究指出TERT轉錄的mRNA水平在IPF與非小細胞肺癌(NSCLC)中存在顯著差異，認為TERT突變在兩種疾病中的作用機制可能不同[17]。其中TERT能通過刺激上皮-間質轉化(EMT)并誘導癌細胞維持干細胞特性，從而促進癌癥轉移和復發[18]，這可能成為TERT在IPF-LC中發揮作用的重要依據。

3 腫瘤相關基因

3.1 腫瘤蛋白53基因(tumor protein p53，TP53)

TP53是一種熟知的抑癌基因，位于人類染色體17p13.1上，其編碼的蛋白質具有抑制腫瘤發生作用。TP53還具有抑制受損傷的DNA復制、阻止細胞凋亡的能力。

TP53突變在有吸煙史的LC患者氣道上皮細胞中較為常見[19]，而長期吸煙也是IPF發生的危險因素。研究發現IPF-LC患者血清中的TP53抗體水平升高[20]，并且在IPF患者纖維化組織周圍的鱗狀上皮化生區域頻繁檢測到TP53突變[21]，說明在IPF中出現TP53突變可能是導致LC的潛在因素。另外，有研究結果表明IPF患者可能通過CDKN2B-AS1與鄰近的CDKN2 A基因的表達下調，通過激活TP53信號通路，促使LC的發生[22]，這為TP53參與IPF-LC的發病提供支持。目前有關IPF-LC的病灶組織測序結果均報道了TP53突變[5，6]，因此可以認為TP53與IPF-LC發生關系最為密切。

3.2 磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸3-激酶催化亞基α(phosphatidylinositol-4，5-bisphosphate 3-kinase catalytic subunit alpha，PIK3CA)PIK3CA基因位于人類染色體的3q26.32，具有編碼p100α蛋白的功能。p100α蛋白具有催化作用，是構成磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)的重要部分。PI3K酶激活及AKT磷酸化能激活PI3K/AKT及其相關信號通路，產生抑制細胞凋亡的作用。

盡管尚無研究證實PIK3CA與IPF存在關聯的證據，但有文獻報道TGF-β能通過誘導PI3K/Akt信號通路激活，促進肌成纖維細胞的增殖和分化，進而引起肺纖維化的發生[23]，顯示出PI3K/Akt在肺纖維化發生中的作用。此外，PI3K/Akt也是腫瘤發生的相關信號通路，在LC中存在磷酸化Akt過表達以及PI3K/Akt的激活[24]。值得一提的是，PI3K/AKT/mTOR 信號在NSCLC中被激活，進而出現血管內皮生長因子(VEGF)、PI3K、Akt、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)表達水平升高[25]，過表達的mTOR能增強EMT，加重博來霉素誘導的SFTPC(+)小鼠肺纖維化[26]，并且VEGF也是引起肺纖維化發生的重要生長因子，因此認為PI3K/AKT可能是IPF-LC發生的重要通路。

3.3 B-Raf原癌基因 (B-Raf proto-oncogene，BRAF)BRAF是一種常見的原癌基因，位于人類7q34染色體上，該基因編碼一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，具有激活MAPK/ERK信號通路，進而調節細胞的生長、增殖、存活、分化等功能。

通過對IPF的肺組織測序發現存在BRAF基因的過表達(P=0.01)[27]，但確切機制尚不詳。BRAF基因在LC患者中被證實存在突變[28]，其中BRAF(V600E)能通過誘導小鼠細胞外信號，進而激活MAPK/ERK通路，導致具有支氣管肺泡癌特征的LC發生[29]。此外BRAF(V600E)還可以通過MEK/ERK通路誘導TGF-β分泌，從而導致甲狀腺癌細胞EMT，為纖維化發生提供條件[30]。近年來有研究在IPF-LC測序中發現了BRAF突變[6]，提示BRAF突變可能是IPF-LC發生重要環節。

4 展望

隨著對IPF-LC的發病機制研究深入，已有研究結果顯示多個異常基因的表達在IPF-LC發生中存在密切關聯，且不同基因可能通過相同的途徑致病，也可能通過某些機制相互作用，共同調控著IPF-LC的發生與發展。但受限于此類患者人群數量少、生存期短、失訪以及資金不足、技術條件受限、研究標本不易獲得等因素，相關機制驗證的研究工作難以開展。目前IPF-LC有關的發病機制不詳，除了對患者肺組織的基因測序外，還期待能從IPF-LC病灶組織的單核苷酸多態性分析、單細胞測序，或信號通路、表觀遺傳學、基因表達等角度，或基于已有的基因測序相關結果進行體外細胞技術或動物實驗開展進一步研究。