黑素瘤相關(guān)基因研究進(jìn)展

周 韜，吳建華

皮膚黑素瘤可能是最危險的皮膚腫瘤，其致死性占皮膚腫瘤死亡數(shù)的90%，老年人是最常見的受累人群，青少年亦可發(fā)病[1]。黑素瘤在歐洲和美國發(fā)病率高，已經(jīng)居美國腫瘤發(fā)病率第5位，在中國的發(fā)病率低于美國，但亦呈上升趨勢[2]。黑素瘤不僅發(fā)生于皮膚，還可累及眼部、黏膜，表現(xiàn)為皮膚黑素瘤、生殖器和黏膜黑素瘤，眼部黑素瘤等臨床類型。

早期黑素瘤通過手術(shù)切除，預(yù)后較好。晚期黑素瘤預(yù)后差，中位生存期僅6～9個月[3]。國際癌癥和腫瘤基因圖譜計劃組織（The Cancer Genome Atlas，TCGA）2015年對331例黑素瘤患者基因突變進(jìn)行綜合分析，根據(jù)突變特點分為4型：鼠類肉瘤濾過性毒菌致癌同源體B基因（v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B，BRAF）突變型、成神經(jīng)細(xì)胞瘤鼠肉瘤癌基因（neuroblastoma ras viral oncogene homolog，NRAS）突變型、神經(jīng)纖維瘤病Ⅰ型蛋白基因（neurofibromin 1，NF1）突變型、三野型[4]。近年來，針對部分突變基因的靶向治療藥物在臨床上取得了較好的效果，免疫檢驗點抑制劑對晚期黑素瘤治療亦出現(xiàn)可喜的進(jìn)展。本文對黑素瘤相關(guān)基因及其特點進(jìn)行綜述，以期為臨床實踐提供參考。

1 常見突變基因

1.1 BRAF基因

BRAF基因位于人類7號染色體上，編碼絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，該蛋白在調(diào)節(jié)絲裂原活化蛋白 激 酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）信號通路中起作用，影響細(xì)胞分裂、分化和分泌。文獻(xiàn)報道白種人皮膚黑素瘤中該基因突變比例為40%～60%，主要突變位點是V600E，占80%～90%[3,4]。亞洲人黑素瘤中該基因突變比例較白種人低，為15%～20%，主要突變位點亦為V600E[5,6]。相對NRAS基因、NF1基因突變患者，BRAF基因突變患者較年輕，突變負(fù)荷較低，間歇日光損傷病史多見，原發(fā)病灶以軀干部位居多[7-9]。學(xué)者們對該基因突變對疾病預(yù)后的影響存在爭論。有研究表明，伴BRAF基因突變的早期患者和Ⅳ期患者，無癥狀生存期和總生存期均變短[10]。也有研究提示該基因突變時，病灶潰瘍發(fā)生率增高，診斷分期更容易在Ⅲ期以上，但患者生存率無明顯變化[11]。該基因突變在原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶之間是否存在差異亦有爭論。Lee等[6]發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移性灶中BRAF突變明顯升高，Leichsenring等[12]認(rèn)為BRAF突變和NRAS突變在原發(fā)灶和轉(zhuǎn)移灶并無差別。美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）于2011年批準(zhǔn)針對BRAFV600突變的靶向治療藥物維羅非尼（vemurafenib）用于伴BRAFV600突變的晚期黑素瘤患者的治療。相對傳統(tǒng)化療藥物達(dá)卡巴嗪（dacarbazine），該藥治療的患者中位無進(jìn)展生存期明顯延長（6.9個月相對1.6個月），中位總生存期亦增加（13.6個月相對9.7個月）[13]。研究顯示該藥在伴BRAFV 600突變的中國晚期黑素瘤患者中療效與在白種人患者中相當(dāng)[14]。BRAF抑制劑單藥治療一般在6～8個月后出現(xiàn)耐藥，基因測序顯示半數(shù)以上耐藥患者存在MAPK/ERK信號傳導(dǎo)通路再激活[15]。

1.2 NRAS基因

鼠肉瘤癌基因（ras viral oncogene homolog，RAS）在進(jìn)化中高度保守，家族有3個成員，分別是H-ras、K-ras、N-ras，其編碼產(chǎn)物為P21蛋白。文獻(xiàn)報道黑素瘤RAS基因突變主要是N-ras，常見位點是61號密碼子處的谷氨酰胺被亮氨酸取代，導(dǎo)致NRAS編碼蛋白的過度激活，使細(xì)胞不受控制增殖。白種人皮膚黑素瘤NRAS基因突變率在20%左右[4]。Zaremba等[16]研究發(fā)現(xiàn)肢端雀斑痣樣黑素瘤NRAS基因突變率為28%（14/50）。亞洲人黑素瘤患者NRAS基因突變率低于白種人。Lee等[11]發(fā)現(xiàn)韓國黑素瘤患者NRAS基因突變率為12.6%（20/159），其中肢端雀斑痣樣黑素瘤該基因突變率為15.8%（13/82）。與BRAF基因突變相比，NRAS基因突變常見于有慢性日光照射損傷病史、年齡偏大的患者，臨床類型上更常見于結(jié)節(jié)型黑素瘤，該基因突變提示原發(fā)病灶較厚、有絲分裂活性較高[7]。學(xué)者們對該基因突變對疾病預(yù)后的影響存在爭論。一些學(xué)者認(rèn)為原發(fā)病灶的NRAS基因突變對疾病預(yù)后沒有影響，在轉(zhuǎn)移灶發(fā)現(xiàn)該基因突變的患者預(yù)后較BRAF基因突變或三野型突變患者要好[7]。也有學(xué)者認(rèn)為該基因突變提示預(yù)后不良。Yan等[17]對NRAS基因亞型突變的意義進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)亞型2與黑素瘤類型相關(guān)，亞型4與腫瘤的厚度和臨床分期有關(guān)，亞型3和亞型5提示預(yù)后不良。針對該基因相關(guān)信號傳導(dǎo)通路的靶向治療藥物絲裂原細(xì)胞外激 酶（mitogen-activated protein kinase kinase-MAPKK，MEK1/2）1/2抑制劑單獨應(yīng)用效果并不理想，臨床上多推薦與BRAF抑制劑聯(lián)用治療伴BRAF基因突變的晚期黑素瘤患者[7,18]。數(shù)據(jù)顯示，相對于BRAF抑制劑單獨使用，聯(lián)用MEK1/2抑制劑可進(jìn)一步延長患者無進(jìn)展生存期和總生存期，降低單藥治療不良反應(yīng)，延緩耐藥的產(chǎn)生。BRAF抑制劑和MEK抑制劑聯(lián)合治療伴BRAF基因突變的晚期黑素瘤患者，中位無進(jìn)展生存期約為12個月[13]。2017年美國FDA已推薦3組BRAF抑制劑和MEK抑制劑聯(lián)合用于伴BRAFV600突變的晚期黑素瘤患者的治療，分別是維羅非尼+考比替尼（vemurafenib+cobimetinib）、達(dá)拉非尼+曲美替尼（dabrafenib+trametinib）、康奈非尼+比美替尼（encorafenib+binimetinib）[19]。

1.3 肥大細(xì)胞/干細(xì)胞因子受體（mast/stem cell growth factor receptor Kit，KIT）基因

KIT基因是表達(dá)于細(xì)胞表面的酪氨酸激酶受體家族成員，在黑素細(xì)胞的正常發(fā)育過程中發(fā)揮作用，其突變和過度表達(dá)是肢端雀斑痣樣黑素瘤和黏膜黑素瘤的發(fā)病機制之一。Gong等[20]對32項研究共5 224例患者進(jìn)行meta分析，發(fā)現(xiàn)KIT基因突變率為9.5%（497/5224），老年患者中該基因突變率明顯增高。該作者還發(fā)現(xiàn)KIT基因突變與黏膜黑素瘤、肢端雀斑痣樣黑素瘤、慢性日光損傷病史正相關(guān)，與非慢性日光損傷病史負(fù)相關(guān)，與腫瘤分期無關(guān)。作者比較了種族間該基因突變差異，發(fā)現(xiàn)白種人突變率高于亞洲人，但兩組在臨床特征方面沒有顯著差異。針對KIT突變的藥物已經(jīng)進(jìn)行臨床試驗，16%～26%的患者對第一代酪氨酸激酶抑制劑伊馬替尼（imatinib）有反應(yīng)，無進(jìn)展生存期在2.8～3.7個月，第二代酪氨酸激酶抑制劑尼洛替尼（nilotinib）效果與第一代差別不大，總體療效不佳[21]。KIT突變位點并不集中，這可能是酪氨酸激酶抑制劑效果不佳的原因之一。

1.4 G蛋白亞單位αq/G蛋白亞單位α 11（G protein subunit alpha q/G protein subunit alpha 11，GNAQ/GNA11）基因

GNAQ/GNA11基因編碼G蛋白（G protein）偶聯(lián)受體的α亞基，在皮膚黑素瘤中突變比例低（0.01%，3/318）[4]，在葡萄膜黑素瘤中突變率高且為驅(qū)動突變基因。Hou等[22]報道中國葡萄膜黑素瘤中GNAQ /GNA11基因突變率為80%（68/85），同時發(fā)現(xiàn)該突變與腫瘤轉(zhuǎn)移無明顯關(guān)聯(lián)。Lee等[11]對韓國12例葡萄膜黑素瘤患者進(jìn)行了基因測序，結(jié)果顯示66.6%（8/12）的患者有該基因突變。目前尚無針對該突變基因有效的靶向治療藥物[7]。

1.5 NF1基因

TCGA報道14%的黑素瘤有NF1基因突變，其中50%左右是功能缺失突變[4]。Cirenajwis等[23]報道該基因突變的黑素瘤患者突變負(fù)荷高，具有明顯的紫外線損傷突變特征，老年男性多見，預(yù)后差。有學(xué)者稱NF1基因缺失與腫瘤對BRAF抑制劑治療的抵抗相關(guān)[12]。文獻(xiàn)對亞洲人黑素瘤NF1基因突變報道較少。

1.6 其他基因

第10號染色體缺失的磷酸酶與張力蛋白同源等位基因（phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10，PTEN）為抑癌基因，主要作用是調(diào)節(jié)磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K）信號通路，其突變參與黑素瘤的形成，突變方式包括錯義突變、插入、刪除、表觀遺傳沉默等。該基因功能缺失被認(rèn)為是BRAF抑制劑治療先天抵抗的原因之一[7]。細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑2A基因（cyclin-dependent kinase inhibitor 2A，CDKN2A）編碼腫瘤抑制蛋白，在家族黑素瘤中突變比率較高，擁有該突變基因的黑素瘤患者發(fā)病更年輕，易發(fā)生多發(fā)性原發(fā)性黑素瘤[3]。融合基因在黑素瘤患者中被廣泛檢測到，常見的是BRAF基因、NRAS基因、NF1基因、 KIT基因和GNAQ基因之間的融合。＞50%的斯皮茨黑素瘤可見融合基因，這種融合基因在該病的發(fā)生中扮演驅(qū)動基因[24]。黑素瘤中存在大量非編碼基因突變，其中最常見的是端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（telomerase reverse transcriptas，TERT）啟動子突變，可見于50%的進(jìn)展期黑素瘤患者。該突變可能與端粒長度縮短和疾病預(yù)后變差相關(guān)，TERT基因過度表達(dá)可能提示肢端雀斑痣樣黑素瘤預(yù)后不良[25]。

2 突變特點

2.1 MAPK信號傳導(dǎo)通路上關(guān)鍵基因突變

皮膚黑素瘤常見的突變基因為BRAF基因、NRAS基因、NF1基因，這些突變基因通常發(fā)生在疾病進(jìn)展的早期，編碼產(chǎn)物在MAPK信號傳導(dǎo)通路上發(fā)揮關(guān)鍵作用。黑素瘤不同臨床類型間基因突變存在差異，如黏膜黑素瘤和肢端雀斑痣樣黑素瘤、淺表擴散性黑素瘤之間基因突變特征各不相同，但突變大都影響MAPK信號傳導(dǎo)通路功能[7]。研究表明BRAF抑制劑治療耐藥的患者中，50%的患者出現(xiàn)MAPK信號傳導(dǎo)通路的再激活，耐藥是多基因突變而非單基因突變的結(jié)果，可能的機制包括MAPK/ERK信號傳導(dǎo)通路多次繼發(fā)突變、突變BRAF基因拷貝數(shù)增加、突變BRAF基因選擇性剪接等[13]。聯(lián)用MEK抑制劑可延遲BRAF抑制劑耐藥的產(chǎn)生，可能的作用機制是抑制MAPK信號傳導(dǎo)通路的再激活，恢復(fù)黑素瘤抗原表達(dá)，促進(jìn)CD8+T淋巴細(xì)胞滲入病灶[19]。

2.2 皮膚黑素瘤突變負(fù)荷遠(yuǎn)高于常見實體腫瘤

在常見的腫瘤中，皮膚黑素瘤突變負(fù)荷最高。有慢性日光損傷病史的黑素瘤患者基因突變以紫外線介導(dǎo)的基因突變?yōu)樘卣?，突變?fù)荷明顯高于非慢性日光損傷的患者[7]。有學(xué)者認(rèn)為腫瘤的高突變負(fù)荷會增強其對免疫檢驗點抑制劑的反應(yīng)，其原因可能是高突變負(fù)荷增加了新抗原的暴露[26]。免疫檢驗點抑制劑用于晚期黑素瘤治療以來，取得了較好的臨床效果。免疫檢驗點抑制劑包括細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞抗原-4抗體（anti-cytotoxic T-lymphocyte antigen 4 antibody，CTLA-4 antibody），如易普利姆瑪（ipilimumab）和程序性死亡 蛋 白1 （programmed cell death protein 1，PD-1）抑制劑與程序性死亡配體1（programmed death-ligand 1，PD-L1）抑制劑，如納武單抗（nivolumab）和帕博利珠單抗（pembrolizumab）。Hodi等[27]使用免疫檢驗點抑制劑進(jìn)行一項大樣本、多中心、隨機對照Ⅲ期臨床試驗。該試驗使用易普利姆瑪和納武單抗聯(lián)合或各自單藥治療18歲以上、未經(jīng)治療、不可切除的Ⅲ期以上黑素瘤患者。經(jīng)過4年的隨訪觀察，發(fā)現(xiàn)易普利姆瑪和納武單抗聯(lián)合治療組、納武單抗治療組、易普利姆瑪治療組的中位無進(jìn)展生存期分別是11.5個月、6.9個月、2.9個月，中位總生存期分別是尚在觀察中、36.9個月、19.9個月。同時還發(fā)現(xiàn)免疫檢驗點抑制劑治療效果與患者是否擁有BRAF基因突變無關(guān)。該研究為晚期黑素瘤患者的長期生存帶來了希望。免疫檢驗點抑制劑與BRAF抑制劑+MEK抑制劑聯(lián)合應(yīng)用的臨床試驗正在進(jìn)行中，結(jié)果值得期待。

2.3 不同種族和組織學(xué)類型間基因突變差異大

白種人黑素瘤最常見的組織學(xué)類型是淺表擴散性黑素瘤，占70%，最常見的突變基因是BRAF基因52%、RAS基因28%、NF1 基因14%[4]。亞洲人黑素瘤組織學(xué)類型與白種人存在明顯差異。韓國人黑素瘤中肢端雀斑痣樣黑素瘤和黏膜黑素瘤占比達(dá)63.8%（肢端雀斑痣樣黑素瘤47.3%、黏膜黑素瘤16.5%），檢測BRAF基因、RAS基因突變比率分別為17.6%、12.6%[11]。不同組織學(xué)類型黑素瘤基因突變差異大。有慢性日光損傷病史的黑素瘤患者以大量紫外線介導(dǎo)的突變?yōu)樘卣?，BRAF基因、RAS基因、NF1基因突變比例高；肢端雀斑痣樣黑素瘤有大量拷貝數(shù)改變；黏膜黑素瘤患者有大量染色體結(jié)構(gòu)異常，突變負(fù)荷較慢性日光損傷型黑素瘤和肢端雀斑痣樣黑素瘤低；葡萄膜黑素瘤突變負(fù)荷最低[7]。區(qū)分種族和組織學(xué)類型進(jìn)行研究有利于發(fā)現(xiàn)不同種族和類型黑素瘤基因突變的特點，選擇針對性的治療方案。

3 結(jié)語

黑素瘤基因突變復(fù)雜，不僅存在大量關(guān)鍵基因突變，還存在大量結(jié)構(gòu)突變和未編碼基因突變，這些突變的臨床意義值得進(jìn)一步探討。不同種族黑素瘤發(fā)病率不同，黑素瘤組織學(xué)類型構(gòu)成存在差異，區(qū)分種族和組織學(xué)類型進(jìn)行研究有利于發(fā)現(xiàn)不同種族和組織學(xué)類型黑素瘤基因突變的特點，選擇針對性的治療方案。靶向治療藥物聯(lián)合應(yīng)用延長了具有靶基因突變患者的總生存期，免疫檢驗點抑制劑的聯(lián)合應(yīng)用為晚期患者長期生存帶來了希望，正在進(jìn)行的靶向治療藥物和免疫檢驗點抑制劑聯(lián)合使用的臨床試驗結(jié)果值得期待。