胃腸間質瘤的分子遺傳學研究進展

李名政，王成

（青海大學附屬醫(yī)院 腫瘤外科一（胃腸），青海 西寧）

0 引言

胃腸間質瘤（gastrointestinal stromal tumor，GIST）是起源于Cajal 間質細胞的胃腸道間質源性腫瘤，最多見于胃和小腸，其次是是結直腸、食管、大網膜以及腸系膜等部位[1]。GIST 患者往往缺乏特異性的臨床癥狀，大多數臨床癥狀通常與腫瘤的部位和大小有關，如腹部包塊、腹痛、消化道出血等。直到1998 年，日本學者HIROTA 和他的同事發(fā)現(xiàn)大部分GIST 組織表達酪氨酸激酶（KIT）基因編碼的蛋白KIT（CD34），并且?guī)в信cGIST 的發(fā)生和腫瘤細胞增殖有關的KIT 基因的獲得性突變[2]，同時，其他研究小組通過報告相似的結果證實了這些發(fā)現(xiàn)，并且提出對于GIST，CD117 是比CD34 更為敏感和特異性的標記物[3]。隨著對GIST分子生物學的了解以及針對KIT 的有效靶向治療的發(fā)現(xiàn)，徹底推進了GIST 的基礎研究和臨床診療的進程。近年來，酪氨酸激酶受體抑制劑（TKIs）迅速發(fā)展，例如伊馬替尼、舒尼替尼和瑞戈非尼等藥物被批準用于治療晚期GIST 患者后，其生存率顯著提高[4-6]。因此，分子遺傳學對GIST 的診斷具有重要意義，同時為其治療及預后提供新思路。本文討論的是GIST 目前分子遺傳學的研究進展。

1 GIST 的蛋白標記物

1.1 CD117 蛋白

在發(fā)現(xiàn)GIST 中的CD117 表達之前，CD34 被認為是GIST 的最佳標記物，但它既不敏感（僅66%的GIST 可表達），也不具有特異性（在成纖維細胞和內皮細胞腫瘤中均可檢出CD34）[7]。而在大多數GIST 中均檢測出c-KIT 原癌基因突變及CD117 表達，這一發(fā)現(xiàn)開啟了GIST 分子診斷的新紀元。

在早期研究中，CD117 表達的陽性率約為76%-100%[2，3，8，9]。在一項大樣本量的研究報告中，1040 名GIST 患者檢測出CD117表達人數為985 人，表達率約為94.7%[10]。平均而言，大約95%的GIST 表達CD117。此外，諸如平滑肌瘤，平滑肌肉瘤和神經鞘瘤等等幾乎不表達CD117，這表明CD117 是GIST 的高度敏感并具有特異性的標記物[3,7]。

1.2 DOG1 蛋白

盡管CD117 是GIST 中敏感且特異性表達的標記物，但CD117 并非在所有GIST 中普遍表達，與此同時，黑色素瘤，腺樣囊性癌，Kaposi's 肉瘤等也可表達CD117[3,7]。因此，需要額外的標記物來彌補CD117 的不足。

2004 年斯坦福大學醫(yī)學中心的一項研究表明，不論KIT 或PDGFRA 基因突變狀態(tài)如何，DOF1 標記物在GIST 中均普遍表達[11]，而在428 個非GIST 腫瘤中，只有4 個（＜1%）對DOG1 呈免疫陽性，這表明DOG1 對GIST 具有極高的特異性[11]。同時，在一個超過1800 個樣本數量的大型研究中，DOG1 表達陽性率約為94.8%，證實了其同樣具有高度敏感性[10]。

總之，DOG1 顯示出與CD117 相似且兼容的敏感性和特異性，兩者均可彌補GIST 診斷的弱點和局限性。盡管在非GIST 腫瘤中也可檢測到CD117 和DOG1，但結合CD117/DOG1 在臨床實踐中對于正確診斷GIST 非常重要。

1.3 其他標記物

在診斷GIST 時，CD117 和DOG1 是最敏感、最特異性的標記物，可覆蓋絕大部分的GIST，并在非GIST 腫瘤中很少表達。此外，蛋白激酶C-θ（PKCθ）和巢蛋白（nestin）也可用于診斷GIST，但二者盡管在某些KIT 陰性的GIST 中表達，為GIST 的診斷提供了支持性證據，但特異性較低[12，13，14]。其他標記物例如SMA、desmin、和S100 等，在排除GIST 的診斷時偶爾會用到，但其特異性和敏感性均不如CD117/DOG1[14]。

2 GIST 的基因學改變

2.1 KIT 基因突變

大約80% 的GIST 具有KIT 基因突變[2,9]，KIT 屬III 型受體酪氨酸激酶的跨膜受體酪氨酸激酶，突變常發(fā)生于外顯子8、9、11、13、14、15 和17[15]，其突變類型以缺失突變、點突變、混合突變和插入突變?yōu)橹鱗2，9，15]。GIST 中大多數KIT 突變會影響外顯子11，約70%，該區(qū)域通常對激酶活化具有自抑制功能，該突變可破壞其自抑制功能，并導致KIT 持續(xù)激活[2,16]。在12-15% 病例中檢測到影響細胞外配體結合域的外顯子9 的突變[16]。外顯子13和17 的突變在KIT 突變中占1%-2%[16]。

2.2 PDGFRA 基因突變

約15-20%的GIST 缺乏KIT 突變，被稱為KIT 野生型GIST。2003 年，Heinrich 和他的同事發(fā)現(xiàn)了GIST 中存在的另一個突變基因，即PDGFRA 基因[17]。并且，PDGFRA 基因突變僅限于KIT野生型GIST，這表明在GIST 中，KIT 和PDGFRA 突變是互斥的致癌機制。PDGFRA 突變主要發(fā)生在外顯子12、14 和18 中，最常見的是外顯子18 中D842V 的突變，在PDGFRA 突變中占60%-65%[17]。

總之，GIST 中KIT 和PDGFRA 基因突變率高且突變類型多種多樣，不同外顯子突變及同一外顯子的不同突變類型均具有一定獨特性，因此，對突變狀態(tài)的評估對于晚期GIST 患者或輔助/新輔助治療的GIST 患者的臨床個體化治療具有非常重要的意義。

2.3 KIT/PDGFRA 野生型GIST

約 有5%-10% 的GIST 既 沒 有KIT 基 因 突 變，也 沒 有PDGFRA 基因突變，它們被歸為野生型GIST。在2016 年美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）的美國國立癌癥研究所（NCI）中一項關于野生型GIST 的分子亞型的研究中顯示，大多數野生型GIST 患者中發(fā)現(xiàn)了琥珀酸脫氫酶（SDH）的改變和SDHB 表達的缺失，并定義了三種不同的分子亞型，包括SDHX 突變型（66%）、SDHC 啟動子甲基化型（22%）和SDH 功能正常型（12%）[18]。前兩個亞型與SDH 缺乏有關，第三個亞型可進一步分為NF-1 相關型，BRAF 基因突變型等[18]。

2.3.1 SDH 缺乏型GIST

SDH 缺乏型GIST 占野生型GIST 的80%以上[19]。SDH 蛋白復合物也稱線粒體復合物II，由SDHA、SDHB、SDHC、SDHD 四個亞基組成，其中，SDHA 和SDHB 亞基是親水蛋白，形成酶催化域，而SDHC 和SDHD 亞基是疏水蛋白，將復合體錨定于線粒體內膜，因此，缺少任何亞基都可能導致SDH 復合物的不穩(wěn)定性，從而導致SDHB 降解[19]。另外，SDHC 啟動子的甲基化導致SDHC 表達沉默[20]。而KIT/PDGFRA 突變的GIST 則包含完整的SDHB 表達，因此，SDHB 的免疫組化染色成為野生型GIST，特別是SDH 缺乏型GIST 的診斷標記。

SDH 缺乏型GIST 臨床上包括Carney 三聯(lián)征和Carney Stratakis 綜合征。Carney 三聯(lián)征是一種罕見的非遺傳性綜合癥，包括胃腸間質瘤、肺軟骨瘤和副神經節(jié)瘤，其主要影響年輕女性，因其沒有基因突變而沒有遺傳性[21]。Carney Stratakis 綜合征是一種常染色體顯性遺傳病，其特征是家族性副神經節(jié)瘤和胃腸間質瘤，而無相關的肺軟骨瘤[22]。

與KIT/PDGFRA 突變的GIST 相比，野生型GIST 對伊馬替尼具有更高的耐藥性，但對舒尼替尼更敏感。此外，在SDH 缺陷型GIST 中經常發(fā)現(xiàn)胰島素樣生長因子1 受體（IGF1R）過表達，而在SDH 陽性中很少，這提示SDH 的丟失可能與IGF1R 的過表達有關，這或許與SDH 缺陷型GIST 的致癌機制有關，也可能成為GIST 的治療靶點[23]。

2.3.2 SDH 功能正常型GIST

具有SDH 功能的野生型GIST 保留SDH 表達和正常甲基化，其特征與KIT/PDGFRA 突變的GIST 相似。2016 年美國國立癌癥研究所（NCI）的研究顯示，11 例具有SDH 功能的GIST 患者中有3 例存在1 型神經纖維瘤病（NF-1）突變，另外3 例存在BRAF 突變[18]。

NF-1 是17 號染色體上NF-1 基因突變所導致的一類常染色體顯性腫瘤綜合征。這類腫瘤表現(xiàn)為多中心集中于小腸的腫瘤，且報道的病例均表達CD117[24]。NF-1 相關的GIST 通常通過有絲分裂原激活的蛋白激酶（MAPK）信號級聯(lián)反應增強了信號傳導，從而增加了用MEK 抑制劑治療的可能性[25]。

BRAF 基因編碼絲氨酸-蘇氨酸蛋白酶，13%的野生型GIST中發(fā)現(xiàn)BRAF 第15 號外顯子突變，其好發(fā)于老年女性，表現(xiàn)出低風險、低復發(fā)、低死亡的特征，BRAF 抑制劑達拉菲尼治療這些BRAF 突變相關的GIST 取得了不錯的效果[26]。KIT、PDGFRA、BRAF 基因均不能被檢出突變的GIST 稱為“三陰型GIST”。

3 結論

在過去的20 年中，分子遺傳學的發(fā)展使人們對于GIST 有了越來越多的了解，通過對其免疫組化和基因分型的研究，為其個體化治療提供了重要依據，對評估預后具有一定價值。隨著對耐藥基因相關的研究，或許將進一步解決伊馬替尼等耐藥的棘手問題，同時，我們也相信未來會有更多更有效的基因靶向藥物出現(xiàn)，給GIST 患者帶來新的希望。