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山东省肿瘤防治研究院（济南 250117）姜强（综述）刘奇左文述（审校）
摘要肿瘤的发生是一个涉及多基因、多阶段的演变过程。甲状腺滤泡细胞癌，包括由缓慢发展的高分化癌到高度恶性的未分化癌的多种病变，而不同表现型的甲状腺滤泡细胞癌，其发生常与某一特定癌基因密切相关。P53在分化型癌向未分化癌转化过程中的明确作用，使甲状腺滤泡细胞癌成为研究人类肿瘤多步骤发生的最佳模式之一。
关键词：甲状腺滤泡细胞癌癌发生癌基因细胞增殖周期调控
不同表现型甲状腺滤泡细胞癌的早期发生分别与ras、ret、trk、gsp和TSH受体基因的突变密切相关，提供了一个肿瘤基因型与表现型相关性的极好例证。对rat和ret基因，已经有基因转移研究的直接证据表明，它们的突变足以启动肿瘤发生。与甲状腺滤泡细胞癌的早期发生不同的是，对其恶变所涉及的其它分子生物学因素尚不十分清楚，但少数继续发展为未分化癌者却明确地表明了抑癌基因p53的作用。甲状腺滤泡细胞癌已成为研究人类肿瘤多步骤发生的最佳模式之一[1]。综合近期报道，ret原癌基因通过点突变或基因重排而激活其编码的酪氨酸激酶，分别在甲状腺髓样癌和甲状腺乳头状癌的发生过程中起作用。滤泡癌常可出现ras基因点突变，在未分化癌中p53点突变发生率较高，而在分化型癌中无此改变[2]。近期，细胞增殖周期调控机制异常在肿瘤发生中的作用日益受到人们的重视。本文对甲状腺癌滤泡细胞癌发生的分子生物学研究近况作一综述。
一、ret、trk基因与甲状腺癌
ret原癌基因定位于第10号染色体10q11.2区，含20个外显子，全长约60kb，编码胶质细胞衍生神经营养因子（GDNF）受体，对神经内分泌系统、肾脏的发育，对调节神经嵴细胞增殖、分化、迁移及肠神经系统的发育都起重要作用。ret原癌基因突变与多发性内分泌腺瘤2型、甲状腺乳头状癌及先天性巨结肠症（HSCR）有关[3]。ret原癌基因在多发性内分泌腺瘤2型和HSCR中的激活机制为点突变，而在甲状腺乳头状癌中则通过基因重排而激活。ret原癌基因经基因重排后被称为PTC癌基因，它是由ret原癌基因酪氨酸激酶编码区与其它基因结合而形成的[4]。发现在甲状腺癌各种组织学类型中，ret/PTC癌基因的表达几乎只存在于甲状腺乳头状癌中[5]。
自1987年Fusco等利用DNA转染分析发现一种在甲状腺乳头状癌和其转移淋巴结中新的癌基因后，共发现3种ret原癌基因主要的重排方式：ret/PTC1、ret原癌基因与位于同一染色体的H4基因重排；ret/PTC2、ret原癌基因与位于17号染色体的RⅠα基因重排；ret/PTC3、ret原癌基因与位于同一染色体区的RFG/ELE1基因的重排。近期在发生于切尔诺贝利事故后的甲状腺乳头状癌中发现新的ELE1基因与ret原癌基因酪氨酸激酶编码区同其它基因的5′端连接，其编码的蛋白使酪氨酸激酶表现自动磷酸化活性，通过模拟其生理配体GDNF的激活过程形成二聚体而激活[6]，但其下游信号传导途径目前尚不十分清楚。在散发的甲状腺乳头状癌中，ret/PTC阳性表达率各研究结果相差较大，为5%～44%，可能由于检测方法的不同或地域之间的差异。而与切尔诺贝利核事故相关的儿童甲状腺乳头状癌其ret/PTC阳性表达率高达67%～87%，且大多数为ret/PTC3[7]。目前多项实验证据表明，ret/PTC癌基因本身即可以引起甲状腺乳状状癌的发生：①包含极少细胞的隐匿性甲状腺乳头状癌可有ret/PTC表达；②甲状腺乳头状癌中的基因异常有时仅涉及10q11.2区的基因易位；③表达ret/PTC的转基因鼠在幼龄即发生多灶性甲状腺肿瘤，其组织学特点同人类甲状腺乳状癌相似；④正常人类甲状腺滤泡上皮细胞在转染ret/PTC后发生近似甲状腺乳头状癌的细胞核形态学变化，且细胞趋向离散生长[8]。
NTRK1原癌基因位于1q区，编码一种神经生长因子的受体。trk癌基因通过NTRK1原癌基因酪氨酸激酶编码区发生重排，分别与不同基因TPM3（1q31）、TPR（1q25）、TFG（3q11-q12）5′端结合而激活[9]。trk癌基因的表达同样局限于甲状腺乳头状癌。目前未发现表达ret/PTC或trk癌基因的甲状腺乳头状癌的病理学特点有何差异。在无ret/PTC表达的甲状腺乳头状癌中，trk可能发挥与tet/PTC完全类同的功能。trk可以与ret/PTC引起相同的胞核结构与形态变化，在无ret/PTC和trk表达的典型甲状腺乳头状癌中，其它酪氨酸激酶或其下游的信号传导分子可能会引起其相应的胞核改变[8]。
二、ras基因与甲状腺癌
ras癌基因家庭中，N-ras定位于人类第1号染色体1p22-p32，K-ras定位于第11号染色体11p15.1-15.5,H-ras定位于第12号染色体12p12.1-Pter，它们都有4个外显子，编码一种分子量为21kD的蛋白，称p21。p21蛋白是与膜结合G蛋白性质相同的信号传导蛋白，能与GTP、GDP结合，具有GTPase活性，参与调节细胞的生长和分化。ras癌基因通过12/13或61号密码子的点突变而激活，分别改变p21蛋白的GTP结合或GTPase活性。在多种人类恶性肿瘤中都发现有ras癌基因突变。ras蛋白在甲状腺滤泡上皮细胞生理性增殖信号传导过程中发挥多大的作用，目前尚不明了，但突变型ras在甲状腺肿瘤发生中的作用却是十分明确的。发生于甲状腺滤泡上皮细胞的肿瘤，无论是甲状腺瘤，还是分化型癌及未分化癌都存在ras癌基因点突变的发生，表明ras癌基因在甲状腺滤泡上皮细胞肿瘤发生中不可缺少的作用。同时，体外转基因实验表明，将突变型ras癌基因导入单层培养的正常成人甲状腺滤泡细胞可以产生强烈的增殖刺激作用，可持续至产生20～25次群体倍增（pd）甚至在人工组织培养基质中形成三维细胞克隆，其结构与某些人类甲状腺瘤相似[10]。
三、TSH受体及gsp基因与甲状腺癌
TSH对甲状腺滤泡上皮细胞的增殖、分化和合成分泌甲状激素起促进作用，其作用机制为cAMP依赖性的。TSH受体与gsp是甲状腺滤泡上皮细胞中不可缺乏的信号传导分子，可以激活腺苷环化酶从而产生第二信使cAMP。TSH受体与gsp皆通过关键性调节链区的点突变而病理性激活，引发构像改变，可以在甲状腺组织中诱发TSH样效应，其效果等同于慢性TSH刺激[11]。突变型TSH受体或gsp基因常在甲状腺高功能腺瘤中被检出，其发生率为碘缺乏地区高于非碘缺乏地区[12]。对于甲状腺滤泡细胞癌，Goretzki曾报道22例德国分化型甲状腺滤泡细胞癌仅有20%含有此改变，造成此显著差异的原因可能是由于德国患者的慢性碘缺乏。Russo发现TSH受体基因点突变在部分分化型甲状腺滤泡细胞癌的发生过程中起作用[13]。在正常生理状态下，持续高浓度的TSH（在正常甲状腺腺体或组织培养）只能引起短暂的增殖效应，平均引起大约3pd，而突变型TSH受体或gsp则至少需要产生20pd才能出现临床上可触及的肿瘤，对此至少有3种可能的解释：①突变型TSH受体或gsp基因本身并不能引起肿瘤,需要与已经存在的其它突变基因共同起作用;②突变可能针对在高水平cAMP影响下能持续增殖的细胞亚群。而此亚群在生理研究中被忽略;③突变产生的病理性刺激作用抑制了正常的细胞增殖周期调控机制。目前实验结果表明,一种突变型gsp基因(Q227L)不能诱导单层培养的正常甲状腺滤泡上皮细胞持续增殖[1]。突变型TSH受体与gsp基因在甲状腺滤泡细胞癌发生中的作用有待进一步探讨。
四、细胞增殖周期调控与甲状腺癌
从细胞动力学角度分析，成人甲状腺泡上皮细胞属于“稳定的”或“条件下更新”细胞群，在正常状态细胞增殖和死亡的速度都很低，但在适宜刺激下可以发生明显的增殖效应。细胞在某一特定时间的增殖速度是多种正调节和负调节共同作用的结果，其中除了细胞外刺激因子和抑制因子外，还包括非常重要的细胞固有增殖周期调控机制，正是这种机制决定了细胞对增殖刺激发生反应的程度。Sugg发现在多数处于静止期并无临床意义的隐匿性甲状腺乳头状癌，其ret/PTC癌基因阳性表达率显著高于临床发现的甲状腺乳头状癌[7]。而隐匿性甲状腺乳头癌被认为是一种可长时间稳定地存在，甚至可以自行消退的病变[5]。综上所述，突变型ras及TSH只能引起自限性增殖刺激作用，最终细胞进入衰老状态（senescence）而停止分裂增殖，伴随细胞死亡数增加，提示细胞增殖周期调控机制在甲状腺滤泡细胞癌发生过程中的重要作用。这种机制的激活在多数情况下可能是由于对端粒的腐蚀（erosion）而激活了细胞时钟（cellular clock）[1]。
在人类正常体细胞，端粒随着染色体的每一次复制进行性缩短，计数细胞群体倍增的次数，在某一界点激活抑制通路，便可抑制细胞的继续分裂增殖。端粒酶是一种能合成端粒DNA重复序列的逆转录酶，可以补充由于染色体复制造成的端粒缺失，保持端粒的完整性。除干细胞、精原细胞、活化的淋巴细胞外，端粒酶在正常体细胞不表达，却存在于绝大多数恶性肿瘤细胞中，被认为在肿瘤发生和细胞永生化过程中起作用。De deken发现在甲状腺瘤细胞中，其端粒较周围正常细胞有不同程度缩短，但无端粒酶的表达，表明腺瘤细胞分裂次数多于周围正常细胞，其中部分腺瘤细胞已接近其寿命的终点，而其它细胞可以继续增殖却不会恶变[14]。对于甲状腺滤泡细胞癌，端粒酶的重新激活在其发生过程中起重要作用，且发生率在滤泡癌和未分化癌要高于乳头状癌[15]。
