張釗，劉勝利

(東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院 普外科，江蘇 南京　210009)

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KRAS基因突變與結(jié)直腸癌研究進(jìn)展

張釗，劉勝利

(東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院 普外科，江蘇 南京210009)

[摘要]結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)是臨床最常見的惡性腫瘤之一，KRAS基因在CRC中的突變率高，與CRC發(fā)生發(fā)展、治療與預(yù)后密切相關(guān)。因此，在臨床上對KRAS基因突變的檢測顯得十分重要。在本文中作者就KRAS基因突變與CRC發(fā)生發(fā)展、治療和預(yù)后的關(guān)系及其檢測方法作一簡要綜述。

[關(guān)鍵詞]KRAS基因； 結(jié)直腸癌； 文獻(xiàn)綜述

結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)是臨床最常見的惡性腫瘤之一，2012年世界癌癥流行趨勢分析表明，CRC是第三常見的男性惡性腫瘤和第二常見的女性惡性腫瘤[1]。RAS基因是人類腫瘤重要的原癌基因家族之一，其中包括KRAS基因、HRAS基因和NRAS基因，研究發(fā)現(xiàn)大約30%的人類惡性腫瘤中存在RAS基因的點(diǎn)突變[2]。KRAS基因與CRC的關(guān)系密切，在CRC中的突變率為35%～45%，最主要的突變位于外顯子2的第12密碼子和第13密碼子，同時(shí)還有較少的突變位于密碼子61和密碼子146[3]。KRAS基因發(fā)生突變后，會導(dǎo)致表皮生長因子受體(EGFR)依賴的RAS-RAF- MAPK信號通路持續(xù)激活，引起細(xì)胞過度增殖和分化，從而誘發(fā)CRC。KRAS基因突變同時(shí)還是CRC抗表皮生長因子受體(anti- EGFR)單抗治療不敏感及可能預(yù)后不良的預(yù)測指標(biāo)。準(zhǔn)確地檢測KRAS基因，可以更好地判斷病人預(yù)后，更個(gè)性化地為病人選擇化療方案。因此規(guī)范、準(zhǔn)確地檢測KRAS基因十分重要。在本文作者就KRAS基因與CRC的發(fā)生發(fā)展、治療和預(yù)后的關(guān)系以及KRAS基因突變的檢測作一簡要文獻(xiàn)復(fù)習(xí)。

1KRAS基因與蛋白

KRAS基因是RAS基因家族中的一員，是EGFR依賴的RAS-RAF- MAPK信號通路中重要的分子，編碼具有GTP酶活性的RAS蛋白(又稱G蛋白)。RAS蛋白是細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)換器，可以在活性狀態(tài)(RAS- GTP)和非活性狀態(tài)(RAS- GDP)中轉(zhuǎn)換。當(dāng)細(xì)胞外的配體與跨膜細(xì)胞受體EGFR結(jié)合后，激活EGFR胞內(nèi)區(qū)酪氨酸激酶自身磷酸化，通過生長因子受體結(jié)合蛋白2(Grb2)和鳥嘌呤核苷酸轉(zhuǎn)換因子(GEFs)將信號轉(zhuǎn)移給細(xì)胞膜內(nèi)表面的RAS蛋白，RAS蛋白構(gòu)象發(fā)生變化，轉(zhuǎn)變成為有活性的RAS- GTP，激活RAS-RAF- MAPK信號傳導(dǎo)通路。該信號通路可以將EGFR刺激信號轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)，控制細(xì)胞的基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)控細(xì)胞的增殖和凋亡[4- 5]。隨后活性狀態(tài)的RAS- GTP又會被GTP酶水解成非活性狀態(tài)下的RAS- GDP。在正常細(xì)胞中GEFs和GTP酶的含量受到嚴(yán)格的調(diào)控，使得RAS- GTP維持在一個(gè)正常的水平，從而實(shí)現(xiàn)對正常細(xì)胞的生長調(diào)控。

2KRAS基因與CRC的發(fā)生發(fā)展

目前CRC的發(fā)生發(fā)展機(jī)制仍未完全清楚，研究表明CRC的發(fā)生發(fā)展是多基因、多反應(yīng)的積累過程，與原癌基因的激活及抑癌基因的失活、細(xì)胞跨膜信號傳導(dǎo)系統(tǒng)功能的異常有關(guān)[6]。其中EGFR及其下游的信號傳導(dǎo)通路在CRC發(fā)生發(fā)展中起重要作用。RAS-RAF- MAPK信號傳導(dǎo)通路是目前已經(jīng)明確的EGFR依賴的信號傳導(dǎo)通路之一，KRAS基因是RAS-RAF- MAPK信號傳導(dǎo)通路中的重要分子，易發(fā)生突變，其發(fā)生突變后使RAS-RAF- MAPK信號傳導(dǎo)通路持續(xù)激活，引起細(xì)胞的惡性增殖，從而發(fā)生癌變[7]。

3KRAS基因與CRC的治療

對CRC而言，手術(shù)始終是唯一根治的手段。對于晚期CRC(又稱轉(zhuǎn)移性CRC，metastatic colorectal cancer，mCRC)不能手術(shù)或無法行根治性手術(shù)者，抗腫瘤藥物的應(yīng)用能使患者生存率進(jìn)一步提高。anti- EGFR單抗類抗腫瘤藥物，通過與表皮生長因子(EGF)競爭性地結(jié)合EGFR，阻斷EGFR以及下游相關(guān)通路，從而抑制腫瘤的生長、侵襲及血管生成等[8]。理論上突變型KRAS基因不依賴于EGFR信號的刺激，始終處于激活狀態(tài)，對anti- EGFR單抗藥物的治療不敏感；而野生型KRAS基因受EGFR信號刺激的影響，因此可以從anti- EGFR單抗藥物中獲益。

多項(xiàng)隨機(jī)對照臨床研究表明，anti- EGFR單抗藥物無論單獨(dú)使用還是與其他一線、二線抗腫瘤藥物聯(lián)合使用對KRAS基因野生型的mCRC患者均有明顯的效果，顯著延長患者的生存期[9- 11]。KRAS基因作為EGFR信號通路中最容易發(fā)生突變的分子，早在2006年就被提出可以作為預(yù)測anti- EGFR治療效果的預(yù)測因子[12]。隨后對KRAS基因與anti- EGFR療效的一系列研究證明KRAS基因突變是anti- EGFR單抗藥物的治療不敏感預(yù)測因子[13- 16]，Dahabreh等[17]對45項(xiàng)臨床研究的Meta分析結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。美國的臨床腫瘤學(xué)會(ASCO)、食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)以及美國國立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(NCCN)CRC指南均已明確闡明KRAS基因突變與anti- EGFR單抗藥物治療之間的密切關(guān)系，要求接受anti- EGFR單抗藥物治療之前必須進(jìn)行KRAS基因的檢測。

但并非所有的KRAS基因野生型患者均對anti- EGFR單抗藥物治療有效，造成這種情況的原因可能是先前的研究對KRAS基因突變的檢測大多只檢測外顯子2的密碼子12和密碼子13，忽略了其他可能存在的突變，同時(shí)還存在KRAS基因檢測方法靈敏度低的問題。2013年德國腫瘤醫(yī)學(xué)協(xié)會(AIO)合作調(diào)查小組在歐洲癌癥大會公布FIRE- 3研究結(jié)果，強(qiáng)調(diào)了NRAS基因?qū)nti- EGFR單抗藥物治療mCRC的重要性。排除KRAS基因及NRAS基因突變的患者，使用西妥昔單抗+FOLFIRI一線治療的總生存期更長[18]。最新的研究表明，對于mCRC而言，除了KRAS基因外顯子2突變外，外顯子3、4，NRAS，BRAF，PIK3CA 和無功能的PTEN發(fā)生突變均會影響anti- EGFR單抗治療的效果[19- 21]。Douillard等[22]的研究提示無RAS基因突變的CRC患者在anti- EGFR單抗聯(lián)合FOLFOX4治療可明顯受益，這里的無RAS基因突變包括了無KRAS基因突變和無NRAS基因突變。Al- shamsi等[23]提出了“擴(kuò)展的野生型RAS基因(Extended RAS wild- type)”的概念，排除了KRAS基因(外顯子2、3、4)和NRAS基因(外顯子2、3、4)的所有突變。這個(gè)概念的提出可以更好地為臨床上篩選出適合anti- EGFR單抗藥物治療的mCRC患者提供依據(jù)。

4KRAS基因與CRC的預(yù)后

KRAS基因突變是CRC預(yù)后不良的因素，這一結(jié)論尚存在爭議。大多數(shù)的觀點(diǎn)支持這一結(jié)論。1998年RASCAL研究13個(gè)國家共2 721例CRC患者資料結(jié)果顯示，存在KRAS基因突變的CRC患者相對于無突變者有更高的復(fù)發(fā)率(P=0.007)和病死率(P=0.004)[24]。在隨后進(jìn)一步擴(kuò)大的RASCAL Ⅱ研究[25]中，發(fā)現(xiàn)KRAS基因突變患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。Samowitz等[26]認(rèn)為，在mCRC患者中，KRAS基因發(fā)生突變意味著潛在轉(zhuǎn)移的可能性增大和預(yù)后不良。Conlin等[27]的研究也支持KRAS基因突變是獨(dú)立于CRC分期的不良預(yù)后因素。但也有研究[28]認(rèn)為KRAS基因突變與CRC患者預(yù)后無關(guān)。這種結(jié)果的不同可能與研究的樣本量、病人的選擇、腫瘤組織的取樣、實(shí)驗(yàn)室檢測的方法以及后期數(shù)據(jù)處理均有一定的關(guān)系。因此KRAS基因突變與CRC預(yù)后的關(guān)系還需進(jìn)一步的研究。

5KRAS基因的檢測

KRAS基因是否存在突變是影響anti- EGFR治療的主要因素，但是目前對于KRAS基因突變檢測的方法尚無統(tǒng)一的規(guī)定[29]。各臨床研究使用的方法不盡相同，其中主要有以下幾個(gè)方法：直接測序法、焦磷酸測序法、突變體富集PCR測序法、等位基因特異性寡核苷酸分析法及高分辨率溶解曲線分析法等。不同檢測方法的靈敏度和準(zhǔn)確度存在著一定的差異。事實(shí)上以前研究anti- EGFR治療與KRAS基因突變之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，多是采用直接測序法，而直接測序法對點(diǎn)突變的靈敏度只有10%～20%[30]。Molinari等[30]使用高靈敏度方法與直接測序法分別檢測KRAS基因以及BRAF基因，發(fā)現(xiàn)KRAS基因與BRAF基因結(jié)果之間均有顯著差異。Anderson[31]對各種實(shí)驗(yàn)室檢測KRAS基因的不同方法進(jìn)行分析，也發(fā)現(xiàn)各個(gè)檢測方法所得的結(jié)果之間存在差異。Whitehall等[32]在樣本DNA統(tǒng)一提取的情況下，排除了DNA提取過程的差異，采用6種不同檢測方法檢測KRAS基因，發(fā)現(xiàn)突變率最高的為59.5%，最低的為32.9%，各方法的一致性只有62.2%(46/74)。

KRAS基因檢測的不確定性給臨床工作帶來極大的干擾，因此臨床上迫切需要規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化KRAS基因檢測的方法，以確保能準(zhǔn)確、規(guī)范地檢測KRAS基因的突變情況，為臨床診斷和用藥提供參考和指導(dǎo)。

6結(jié)語

KRAS基因突變是CRC發(fā)生發(fā)展的重要原因之一。KRAS基因突變者對anti- EGFR單抗體治療不敏感，除KRAS基因突變外，尚有其他生物學(xué)分子與anti- EGFR單抗體治療療效有關(guān)。也許不久的將來，在KRAS基因和EGFR相關(guān)的通路中，我們會發(fā)現(xiàn)更好的預(yù)測因子來決定CRC患者的治療。但了解KRAS基因是第一步，也是最重要的一步。同時(shí)確立一種規(guī)范、便捷、可靠的KRAS基因突變檢測方法迫在眉睫。

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doi：10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.01．036

[中圖分類號]R735.3

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1671- 6264(2016)01- 0154- 04

[通信作者]劉勝利E- mail：lsl88408@163.com

[作者簡介]張釗(1990-)，男，安徽蕪湖人，在讀碩士研究生。E- mail：455615993@qq.com

[收稿日期]2015- 07- 11[修回日期] 2015- 11- 18

[引文格式] 張釗，劉勝利.KRAS基因突變與結(jié)直腸癌研究進(jìn)展[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版，2016，35(1)：154- 157.

·綜述·