本文關(guān)鍵詞：甲狀腺癌分子致病機(jī)制及其臨床應(yīng)用價(jià)值的研究

  更多相關(guān)文章： 甲狀腺癌 線粒體基因組 線粒體拷貝數(shù) 單體型 單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)甲狀腺細(xì)針穿刺 術(shù)前診斷 BRAF 突變 TERT 啟動子突變 臨床病理特征 預(yù)后 臨床應(yīng)用價(jià)值

【摘要】：研究背景甲狀腺癌是內(nèi)分泌系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤,美國最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示甲狀腺癌正以每年6%的增長速度成為女性第五大惡性腫瘤,且在未來10年內(nèi)將持續(xù)增長。其中甲狀腺乳頭狀癌(papillary thyroid cancer,PTC)和濾泡狀癌(follicular thyroid cancer,FTC)最常見(約占90%)且生物學(xué)行為良好,統(tǒng)稱為分化型甲狀腺癌(differentiated thyroid cancer,DTC),臨床予以根治性手術(shù)和TSH抑制治療,并對腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移者進(jìn)行I131放射治療,十年生存率可達(dá)到90%以上。但是仍有一小部分患者早期出現(xiàn)進(jìn)展轉(zhuǎn)移、術(shù)后復(fù)發(fā)、對I131治療不敏感、甚至死亡。因此,研究甲狀腺癌分子致病機(jī)制、識別其發(fā)生發(fā)展和惡性轉(zhuǎn)化相關(guān)的分子遺傳學(xué)事件,將為臨床早期診斷惡性程度較高、預(yù)后較差的病例提供分子標(biāo)志物,并為治療提供潛在的靶點(diǎn)。甲狀腺癌的發(fā)生發(fā)展過程伴隨多種遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)改變,且不同的組織病理類型其分子致病機(jī)制也各不相同。例如,RET信號通路的異常激活是甲狀腺髓樣癌(medullary thyroid cancer,MTC)發(fā)生的主要原因,而BRAF突變激活的MAPK信號通路以及RAS、PTEN和PIK3CA突變激活的PI3K信號通路分別參與甲狀腺乳頭狀癌和濾泡狀癌的發(fā)生。研究證實(shí),60%-70%的甲狀腺癌存在至少一種分子遺傳學(xué)改變,而這些分子遺傳學(xué)改變可作為潛在的分子標(biāo)志物,用于臨床診斷、危險(xiǎn)分級、療效及預(yù)后預(yù)測。多項(xiàng)研究提示BRAFV600E突變與甲狀腺乳頭狀癌高危的臨床病理特征及不良預(yù)后密切相關(guān),因此有研究者認(rèn)為BRAFV600E突變是甲狀腺乳頭狀癌最有價(jià)值的分子標(biāo)志物之一。近年來甲狀腺癌分子致病機(jī)制的研究取得了重大進(jìn)展,但是絕大部分研究集中于核基因組,而對獨(dú)立于核基因組外的線粒體基因組研究甚少。線粒體是細(xì)胞內(nèi)半自主的細(xì)胞器,參與能量代謝、細(xì)胞衰老和凋亡等重要活動。但是腫瘤細(xì)胞即使在有氧的條件下仍依賴糖酵解途徑進(jìn)行代謝供能,這可能與腫瘤細(xì)胞線粒體功能異常密切相關(guān)。線粒體基因組(mitochondrial DNA,mtDNA)是大小為16569bp的雙鏈環(huán)形DNA分子,編碼參與氧化磷酸化的13條多肽鏈、2條rRNA以及22條tRNA,另外還包含調(diào)控復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的非編碼D-loop區(qū)(displacement-loop region,D-loop region)。多種類型的腫瘤中普遍存在線粒體基因突變及基因組拷貝數(shù)改變,致病性線粒體突變可嚴(yán)重影響電子呼吸鏈(electron transport chain,ETC)的傳遞進(jìn)而產(chǎn)生大量活性氧(reactive oxygen species,ROS),ROS進(jìn)一步活化腫瘤相關(guān)信號通路進(jìn)而抑制腫瘤細(xì)胞凋亡、促進(jìn)增殖和轉(zhuǎn)移。但是,線粒體基因組在甲狀腺癌發(fā)生發(fā)展中的作用及其臨床意義尚不明確,現(xiàn)有研究主要集中于線粒體數(shù)量異常增多的嗜酸細(xì)胞亞型甲狀腺癌或線粒體基因組的突變熱點(diǎn)區(qū)域。本課題通過線粒體全基因組測序全面研究甲狀腺癌中線粒體基因突變、線粒體基因拷貝數(shù)、單體型和單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)等線粒體基因組的特征,篩選與甲狀腺癌發(fā)病相關(guān)的潛在致病突變,分析線粒體基因組特征與患者臨床病理特征和預(yù)后的相關(guān)性。另外,對細(xì)胞核基因組中最重要的分子遺傳學(xué)事件BRAFV600E TERT啟動子突變的相關(guān)研究進(jìn)行系統(tǒng)性回顧,整合匯總后評估B RAFV600E和TERT啟動子突變在甲狀腺癌臨床診斷、危險(xiǎn)分層及治療中的應(yīng)用價(jià)值。第一部分:甲狀腺乳頭狀癌中線粒體基因組特征的研究背景:近年來,甲狀腺乳頭狀癌的分子致病機(jī)制研究取得了重大進(jìn)展。但是,絕大部分研究集中于核基因組,而線粒體基因組在甲狀腺乳頭狀癌中的特征及其臨床意義尚不明確。本研究旨在明確線粒體基因突變、拷貝數(shù)、單體型以及單核苷酸多態(tài)位點(diǎn)等特征,篩選可能致病的突變位點(diǎn),并進(jìn)一步分析線粒體基因組特征與甲狀腺癌患者臨床病理特征及預(yù)后的相關(guān)性。方法:本研究對66例甲狀腺乳頭狀癌組織及相應(yīng)癌旁組織進(jìn)行線粒體全基因組測序,并以16例甲狀腺正常組織和376例正常人群外周血做對照。測序結(jié)果與線粒體Mitomap數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對,篩選線粒體基因組中發(fā)生改變的堿基位點(diǎn)。并進(jìn)一步根據(jù)堿基位點(diǎn)的氨基酸保守性、在對照組織中的突變率以及生物信息學(xué)軟件預(yù)測,篩選可能致病的突變位點(diǎn)。運(yùn)用熒光定量PCR技術(shù)檢測線粒體基因組拷貝數(shù)。結(jié)果:本研究共篩選出位于543個(gè)位點(diǎn)的2508個(gè)堿基改變,其中包括33個(gè)尚未報(bào)道過的新發(fā)突變。近一半(31/66)的甲狀腺乳頭狀癌樣本中存在雜合性堿基改變,其中在28例樣本中發(fā)現(xiàn)分別存在于44個(gè)位點(diǎn)的52個(gè)體細(xì)胞突變。在蛋白質(zhì)編碼區(qū),7個(gè)無義突變、11個(gè)框移突變以及15個(gè)生物信息學(xué)軟件篩選出的非同義突變具有潛在的致病性。進(jìn)一步聯(lián)系患者臨床病理特征發(fā)現(xiàn),這33個(gè)潛在致病突變與患者的年齡(p=0.0176)及腫瘤較晚的分期(p=0.0218)密切相關(guān),且致病性位點(diǎn)多為新發(fā)(p=0.0003)、雜合(p=0.0343)和體細(xì)胞突變(p=0.0018)。在近三分之二(46/66)的甲狀腺乳頭狀癌組織中,線粒體基因拷貝數(shù)較對應(yīng)癌旁組織增加,且腫瘤組織中拷貝數(shù)的平均值是癌旁組織的近4倍(p0.0001)。另外,單體型N的3種亞型(A4、B4a和B4g)和9個(gè)單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn)(A16164G、C16266T、G5460A、T6680C、G9123A、A14587G、T16362C 和 G709A)與甲狀腺癌的發(fā)生相關(guān)。結(jié)論:本研究全面分析了線粒體基因組在甲狀腺癌中的特征,并證實(shí)其在甲狀腺癌臨床病理特征和預(yù)后中的意義。該研究從線粒體基因組的角度初步探索甲狀腺乳頭狀癌的分子致病機(jī)制,為臨床實(shí)踐提供了潛在的分子標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。第二部分:BRAFV600E基因突變在甲狀腺結(jié)節(jié)細(xì)針穿刺中診斷價(jià)值的研究背景:細(xì)針穿刺是甲狀腺結(jié)節(jié)術(shù)前診斷的重要手段,然而約有10%-40%的結(jié)節(jié)無法通過細(xì)針穿刺的細(xì)胞病理學(xué)明確診斷。BRAFV600E突變是甲狀腺癌最重要的分子遺傳學(xué)事件之一,因此也是甲狀腺細(xì)針穿刺非常具有前景的診斷標(biāo)志物。本研究旨在評估BRAFV600E突變在甲狀腺結(jié)節(jié)術(shù)前細(xì)針穿刺中的診斷價(jià)值,并著重研究探討其在細(xì)針穿刺后細(xì)胞病理學(xué)無法確診的病例中的意義。方法:系統(tǒng)檢索 PubMed、Web of Science、Scopus、Ovid、Elsevier 以及 Cochrane Library等數(shù)據(jù)庫中發(fā)表于2015年6月前的相關(guān)文獻(xiàn),最終共有88篇文獻(xiàn)納入本項(xiàng)研究。運(yùn)用Meta-Disc軟件整合各研究中的靈敏度、特異度、陽性似然比、陰性似然比、診斷比值比以及受試者工作特征曲線等診斷指標(biāo),以評估各診斷方法的應(yīng)用價(jià)值。結(jié)果:研究結(jié)果顯示BRAFV600E突變檢測可將細(xì)針穿刺診斷的靈敏度從81.4%提高到87.4%,而假陰性率從8%降低到5.2%。在細(xì)胞病理學(xué)無法確診的甲狀腺結(jié)節(jié)中,BRAFV600E突變率為23%且在不同的亞型中各不相同(可疑惡性腫瘤為43.2%,意義不明確的細(xì)胞非典型病變或?yàn)V泡性病變?yōu)?3.7%,濾泡性腫瘤或可疑濾泡性腫瘤為4.43%)。在可疑惡性的甲狀腺結(jié)節(jié)中,BRAFV600E突變變測的靈敏度較意義不明確的細(xì)胞非典型病變或?yàn)V泡性病變以及濾泡性腫瘤或可疑濾泡性腫瘤的甲狀腺結(jié)節(jié)高(59.4%vs 40.1%vs 19.5%),而特異度則相反(86.1%vs 99.5%vs99.7%)。受試者工作特征曲線同樣顯示BRAFV600E突變在可疑惡性腫瘤和意義不明確的細(xì)胞非典型病變或?yàn)V泡性病變中的診斷價(jià)值較濾泡性腫瘤或可疑濾泡性腫瘤中更高。結(jié)論:BRAFV600E突變檢測能提高甲狀腺結(jié)節(jié)細(xì)針穿刺的診斷效率,尤其對細(xì)針穿刺后細(xì)胞病理學(xué)無法明確診斷的甲狀腺結(jié)節(jié)中的可疑惡性腫瘤具有較好的診斷效率,因此有利于提高術(shù)前惡性結(jié)節(jié)的檢出率從而指導(dǎo)臨床治療方案的選擇。第三部分:TERT啟動子突變與甲狀腺癌臨床病理特征及預(yù)后的相關(guān)性研究背景:TERT啟動子突變是甲狀腺癌的致病突變之一,近年來許多研究評估其在甲狀腺癌臨床病理特征和預(yù)后中的意義和臨床應(yīng)用價(jià)值,然而部分研究結(jié)果仍存在分歧。方法:系統(tǒng)性檢索 PubMed、Web of Science、Scopus、Ovid 以及 Cochran Library等數(shù)據(jù)庫,獲取2016年4月前發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)。運(yùn)用R語言對突變率進(jìn)行匯總,Stata軟件獲取比值比(OR)或標(biāo)準(zhǔn)化均數(shù)差(SMD)及其95%置信區(qū)間(95%CI)。結(jié)果:本研究共納入22項(xiàng)研究的4907例樣本。分析結(jié)果顯示,惡性程度較高的甲狀腺癌組織病理類型中TERT啟動子突變率較高(低分化甲狀腺癌為33.37%、未分化癌為38.69%以及高細(xì)胞亞型甲狀腺乳頭狀癌為30.23%)。進(jìn)一步聯(lián)系患者臨床病理特征和預(yù)后發(fā)現(xiàn),TERT啟動子突變多存在于45歲以上患者和男性患者,并與較大的腫瘤直徑、腺外侵犯、血管浸潤、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、腫瘤分期以及疾病的復(fù)發(fā)遷延和患者死亡密切相關(guān)。TERT啟動子突變(尤其C228T突變)多存在于BRAFV600E突變的甲狀腺癌病例,且BRAFV600E與TERT啟動子突變同時(shí)存在時(shí)腫瘤的惡性程度更高、侵襲性更強(qiáng)。結(jié)論:TERT啟動子突變多存在于惡性程度較高的組織病理類型,并與甲狀腺癌患者惡性臨床病理特征、不良預(yù)后及BRAFV600E突變密切相關(guān),因此可作為甲狀腺癌特異性的分子標(biāo)志物,用于早期診斷、危險(xiǎn)分層、預(yù)后預(yù)測及治療方案選擇。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R736.1

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 Jing Deng;;How to unleash mitochondrial apoptotic blockades to kill cancers?[J];Acta Pharmaceutica Sinica B;2017年01期

，

本文編號：1298168