799例甲状腺癌患者基因分析 ∣研究进展
导读
新一代测序技术（NGS）在临床实践中常用于癌症基因分型。研究者在晚期甲状腺癌中收集了迄今为止最大规模的基因突变数据，并发现了甲状腺癌中很多新的基因突变，这将帮助我们在进展性疾病和间变性转化疾病中识别相关基因突变。
分化型甲状腺癌（DTC）是最常见的内分泌恶性肿瘤，在美国估计每年有60000例新病例。甲状腺癌的发病率平均每年增长4.5%。虽然大多数DTC患者通过手术治疗得到治愈，但与远处转移和间变性转化相关疾病有较高发病率和死亡率。间变性甲状腺癌（ATC）是一种罕见但具侵袭性的甲状腺癌，预后很差。
目前来看，一般给予晚期DTC和ATC患者全身治疗方案，而关于该疾病的基因表达谱知之甚少。癌症和肿瘤基因图谱（TCGA）定义了中低风险乳头状甲状腺癌（PTC）的基因突变。最近一些小研究已经开始探索晚期甲状腺癌的基因图谱。
新一代测序技术（NGS）在临床实践中常用于癌症基因分型。研究者在晚期甲状腺癌中收集了迄今为止最大规模的基因突变数据，并发现了甲状腺癌中很多新的基因突变，这将帮助我们在进展性疾病和间变性转化疾病中识别相关基因突变。
研究方法
研究使用新一代测序技术分析了583例晚期分化型甲状腺癌和196例甲状腺癌未分化癌的突变图谱。
研究结果
甲状腺癌基因突变频率
ATC比其他任何甲状腺癌亚型的基因突变频率高（P＜0.01）；相反，儿童PTC的基因突变频率最少。PTC患者基因突变数量随年龄增加而增加（p < 2.2e-16）。
高突变负荷甲状腺癌的突变特征
DNA错配修复缺陷在高突变甲状腺癌中最常见（11/24, 46%）。MMR基因突变肿瘤均无典型BRAF、RAS或RET甲状腺致癌基因。高突变甲状腺癌中第二常见突变与APOBEC家族胞苷脱氨酶活性增加相关（7/24, 29%）。APOBEC活性仅见于BRAF V600E突变肿瘤中。
乳头状甲状腺癌
对468例成人（≥21岁）PTC样本进行分析，结果发现，74%的PTC患者具有BRAF基因突变，主要是BRAF V600E和BRAF融合，进一步证实了BRAF是晚期PTC患者中最常见的突变类型。
TERT启动子突变是晚期PTC患者中第二常见的基因突变（61%）。这比其他研究报道的突变频率要高很多。相比于之前研究，一些结果表现出重复性。如TERT C228T突变频率高于TERT C250T，儿童PTC患者没有TERT启动子突变， BRAF和TERT启动子突变存在相关性（P＝0.002）。
在42例患者中发现RAS基因突变（9%）。NRAS和HRAS突变都是热点突变Q61K和Q61R，KRAS突变患者中最常发生G12C、G12R和G12V突变。
在34例（7%）肿瘤中检测到RET融合，使RET成为PTC中第五常见的基因突变。
研究者在PTC患者中也发现几种相关信号通路。20%的PTC患者发现肿瘤抑制基因突变（TP53 10%，MEN1 3%，NF1 2%，NF2 2%），18%的PTC患者发现PI3K/AKT信号通路相关基因突变（PIK3CA 6%，PTEN 2%）。11%的PTC患者发现组蛋白修饰相关基因突变（KMT2C 2%，CREBBP 2%）。9%的肿瘤患者发现SWI/SNF染色体重塑复合物相关突变（ARID1A 3%，ARID2 2%，ARID1B 1%）。此外，发现PTC患者中较高比例的DNA修复基因突变，尤其是DNA双链断裂修复信号通路相关的突变（总9%；ATM 4%，BRCA2 1%，BRCA1 1%）。
儿童甲状腺乳头状癌
15例PTC样本来自儿童患者（＜21岁）。儿童PTC患者突变图谱的特点是基因突变较少，RET和ALK基因融合出现频率较高（60%）。癌基因融合突变在最年轻患者中尤为明显：10岁以下患者中5个患者存在RET或ALK融合。
滤泡状甲状腺癌
66%的FTC患者中（43/65；NRAS 43%，HRAS 18%，KRAS 5%）发现RAS基因突变。FTC中所有的NRAS、HRAS和KRAS突变均为热点突变Q61R和Q61K，5个FTCs存在BRAF突变，仅1个为BRAF V600E。
甲状腺嗜酸细胞癌
对35例HCTC样本进行了分析。NRAS（9%）和KRAS（6%）突变较少，没有BRAF或RET突变，TP53（20%）突变频率相对较高。TERT启动子突变（59%）是HCTC中最常见的突变类型，又一次证实了该突变和侵袭性甲状腺癌的相关性。
甲状腺未分化癌
该研究分析了196例ATC患者样本。ATC中最常见的两个突变是TP53（65%）和TERT（65%）。共有81例ATC患者（41%）存在BRAF基因突变，27%的ATC患者中发现RAS突变。
甲状腺未分化癌的三个亚型
比较ATC和DTC患者间的基因突变发生频率以识别可能影响间变性转化的基因突变。研究者在ATC患者队列中发现，肿瘤抑制基因突变频率（TP53、NF2、NF1、RB1）和PI3K/AKT信号通路相关突变（PIK3CA、PTEN）增加。
在19%和18%的ATC患者中发现组蛋白修饰相关和SNF/SWI染色体重塑复合物相关基因，这明显多于DTC患者。分别在29%的ATC和13%的DTC患者中发现细胞周期基因突变（CDKN2A、CDKN2B和CCNE1）。ATC患者中还存在特异性KIT扩增。
理论上，ATC可以从任意DTC亚型（PTC、FTC或HCTC）或直接从正常滤泡甲状腺细胞进化而来。因此，DTC亚型的癌基因突变会转化为ATC的遗传异质性。为了验证这一假设，研究者使用聚类分析和Apriori算法来定义ATC的遗传亚型。
聚类分析中，Cluster1几乎完全包含BRAF V600E突变的肿瘤。Apriori算法从中识别了PIK3CA/BRAF、AKT1/BRAF和ARID2/BRAF基因突变的关联性。Cluster1的突变图谱提示这类ATC可能是由PTC进化而来。
Cluster 3包含NRAS突变的ATC肿瘤。CCNE1拷贝数增加与NRAS突变相关。这类甲状腺未分化癌（2类ATC）可能来源于NRAS突变FTC患者。
Cluster4中包含RAS突变的ATC，但是在经典甲状腺癌致癌基因中没有这种突变。这类ATC存在PTEN和RB1突变。这类ATC总体基因突变数较高，并包含存在MMR缺陷的高突变ATC肿瘤。基于突变图谱的相似性，4类ATCs最有可能来源于HCTC和RAS突变的FTC。
Cluster2包含细胞周期调控因子功能缺失的基因突变。此外，该类ATC包含上述三种ATC亚型的遗传特征。因此，2类ATC似乎不是来源于单纯DTC。
小结
这项研究发现细胞周期相关基因在甲状腺癌发病机制中可能发挥重要作用。CDKN2A和CDKN2B是细胞周期负调控因子，由于拷贝数变化、表观遗传沉默或失活突变导致的功能缺失是人类癌症中最常见的遗传事件之一。甲状腺癌中，CDKN2A/CDKN2B基因突变在PTC中发现，但在ATC中更为频繁，提示该突变可能在间变性转化中发挥作用。
RAS Q61R和RAS Q61K突变在FTC和PTC患者中均常见。特异性NRAS G13V突变在甲状腺癌中未见报道。很有可能，NRAS G13V和HRAS G13R突变引起间变性转化的侵袭性表型，并具有一定预后意义。
聚类分析揭示了ATC患者的遗传异质性，并将ATC分为三类，分别具有三种DTC的遗传特征，PTC、FTC和HCTC。
研究中发现的这几个基因突变可能对甲状腺癌的管理具有重要意义。MMR缺陷和CD274/PDCD1LG2/JAK2扩增与对免疫检查点抑制剂应答较好相关。活化RAC1突变导致对RAF抑制剂耐药。APOBEC酶活性增加使细胞对ATR抑制剂敏感。此外，研究发现，在体外ATC细胞对乐伐替尼的敏感性与4q21位点扩增有关。
综上，使用新一代测序技术，研究者发现了甲状腺癌中的已知突变和新突变，或将成为作为预后标志物并指导甲状腺癌的个体化治疗。
参考文献：
Pozdeyev N, Gay L, Sokol E S, et al. Genetic analysis of 779 advanced differentiated and anaplastic thyroid cancers.[J]. Clinical Cancer Research, 2018:clincanres.0373.2018.
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