張玉昊,吳發(fā)印
(遵義醫(yī)科大學(xué)第五附屬(珠海)醫(yī)院口腔頜面外科,廣東 珠海 519100)
唾液腺的腺樣囊性癌(adenoid cystic carcinoma,ACC)來源于上皮組織,是第二大常見的涎腺惡性腫瘤,好發(fā)于小涎腺及腮腺,其次為下頜下腺[1-2]。ACC占據(jù)所有唾液腺腫瘤的10%,據(jù)報道僅在美國每年就有約1 200例新發(fā)病例[3-5]。腫瘤可以在任何年齡段發(fā)病且無明顯的性別差異,同一個體體內(nèi)可以同時出現(xiàn)管狀型、篩狀型及實性型三種病理類型,一般認(rèn)為實性成分越多者惡性程度越高[6-7]。其臨床病程進(jìn)展雖然緩慢但有嗜神經(jīng)性生長且局部侵襲性強(qiáng),與周圍組織界限不清的特性,后期常伴有面神經(jīng)麻痹、疼痛不適以及舌體運(yùn)動障礙等神經(jīng)癥狀。腫瘤經(jīng)血道轉(zhuǎn)移率高達(dá)40%,遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移最多處為肺部,常是涎腺疾病引起死亡的重要原因[1]。
目前臨床上對于該疾病治療的首選方法仍是以手術(shù)完整切除腫瘤灶及部分鄰近組織同時盡量保留器官的功能[8-9],但其5~10年復(fù)發(fā)率仍為30%~75%[10]。術(shù)后結(jié)合放療雖然一定程度上可減少腫物復(fù)發(fā),但其治療效果收效甚微。大多數(shù)腫瘤生長緩慢,患者可長期帶瘤生存,但是化療的敏感性很低,外國學(xué)者研究表明系統(tǒng)化療對唾液腺ACC的轉(zhuǎn)移沒有明顯療效;由于缺乏有效的全身治療方法,疾病遠(yuǎn)期控制差,總體相關(guān)死亡率高[11]。有研究者提出以基因?qū)用娴陌悬c(diǎn)為思路可能是治療惡性腫瘤的突破點(diǎn),也有較多例如表皮生長因子受體2、人體抑癌基因(p53)、核抗原Ki-67、Bcl-2等作為靶基因針對ACC分子標(biāo)志物的相關(guān)研究,但卻未能取得實質(zhì)性進(jìn)展。近年來隨著分子生物學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展,尋求ACC新的靶點(diǎn)基因逐漸成為學(xué)者們研究的熱點(diǎn);MYB相關(guān)基因在ACC中具有重要作用。現(xiàn)對MYB相關(guān)基因在唾液腺ACC中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1.1原癌基因MYB 基因MYB最早是一種從鳥類成髓細(xì)胞增生癥病毒分離出來表達(dá)c-Myb轉(zhuǎn)錄因子的原癌基因,與禽類紅細(xì)胞增多癥病毒中的v-MYB基因同源。人類的MYB基因位于第6號染色體長臂的24區(qū)帶上,其主要包括三個部分:N端的識別共識序列PyAACG/TG的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域、C端的負(fù)責(zé)調(diào)控蛋白質(zhì)表達(dá)的負(fù)調(diào)控結(jié)構(gòu)域以及中心部負(fù)責(zé)定位轉(zhuǎn)錄激活的結(jié)構(gòu)域。通過人類基因組檢測,目前包括促增殖基因MYC、c-KIT、CCNA1、CCNB1、CCNE1;抗凋亡基因Bcl-2、熱激蛋白70、熱激蛋白A5;分化調(diào)節(jié)基因GATA結(jié)合蛋白3等超過80個基因被稱為MYB基因細(xì)胞靶標(biāo)[12]。
1.2基因A-MYB(MYBL1)、B-MYB(MYBL2)、核因子IB(nuclear factor IB,NFIB) MYBL1和MYBL2是原癌基因MYB家族的另外兩個成員。它們與MYB同源性進(jìn)行克隆,分別位于第8號和第20號染色體長臂上。哺乳動物中,MYB和MYBL1表達(dá)僅限于特定細(xì)胞類型和發(fā)育階段,而MYBL2幾乎在所有增殖細(xì)胞中表達(dá)。雖然MYB和MYBL1、MYBL2具有幾乎相同的DNA結(jié)合結(jié)構(gòu)域并在動物細(xì)胞中激活相同的報告基因構(gòu)建體,但具有不同的生物學(xué)功能[13-14]。NFIB是脊椎動物核因子家族中的一員,其編碼的蛋白質(zhì)與DNA作為同源或異源二聚體相互作用。它們存在于細(xì)胞核中,以高親和力結(jié)合回文序列TTGGC(N5)GCCAA,參與DNA的復(fù)制,并通過為轉(zhuǎn)錄因子指定特定的遺傳密碼調(diào)控DNA的轉(zhuǎn)錄,進(jìn)而控制其他基因的表達(dá)[15]。
1.3融合基因MYB-NFIB和MYBL1-NFIB 染色體特異性的重新排列常引起兩個基因序列的部分或者全部相互融合形成一個新的基因,稱之為融合基因。融合基因通常被認(rèn)為可通過基因的過度表達(dá)或癌基因的嵌合機(jī)制誘導(dǎo)惡性腫瘤的發(fā)生。融合基因MYB-NFIB最早的報道見于2009年,由Persson等[16]從新鮮腫瘤標(biāo)本中獲得的短壽命原代培養(yǎng)物里證明了第6號染色體長臂和第9號染色體短臂之間的易位導(dǎo)致了MYB和NFIB之間的融合。MYB-NFIB基因的相互融合是由反復(fù)發(fā)生的第6號染色體長臂的2區(qū)2帶至2區(qū)3帶與第9號染色體短臂的2區(qū)3帶至2區(qū)4帶的易位所形成t(6;9)(q22~23;p23~24)。該融合過程中NFIB基因的最后一個外顯子替代了MYB基因的數(shù)個微米負(fù)性調(diào)節(jié)靶點(diǎn),并且仍保留有原始MYB基因的DNA結(jié)構(gòu)特性及反式激活結(jié)構(gòu)域,仍可與MYB基因的激活劑相作用而成為靶基因[17-18]?;蛉诤蠈?dǎo)致在ACC中包括Bcl-2、KIT、CD34、人桿狀病毒IAP重復(fù)序列包含蛋白3、表皮生長因子受體、MYC及有絲分裂阻滯缺陷同系物1等許多MYB基因的下游靶點(diǎn)均呈過表達(dá)。該項研究的初期成果曾一度被認(rèn)為MYB-NFIB融合可構(gòu)成所有ACC腫瘤。但隨著研究的深入及樣本量的擴(kuò)大,隨后的檢測發(fā)現(xiàn)大約50%的ACC患者中不含有MYB-NFIB基因的易位,表明MYB-NFIB融合不是MYB表達(dá)的唯一的機(jī)制[19-23]。最近MYBL1和NFIB之間第8號染色體與第9號染色體t(8;9)的替代融合形成融合基因MYBL1-NFIB在大部分無MYB-NFIB融合的ACC中被證實發(fā)現(xiàn)。MYB和MYBL1之間DNA結(jié)合域的廣泛同源性以及這些融合誘導(dǎo)的基因表達(dá)特征的共同性變化提示,MYB及其相關(guān)融合基因的過度表達(dá)導(dǎo)致了所有ACC腫瘤的發(fā)生[24]。
現(xiàn)有研究結(jié)果顯示MYB不僅在造血系統(tǒng)、結(jié)腸和大腦結(jié)構(gòu)細(xì)胞等的增殖、變異和凋亡過程中起重要的調(diào)節(jié)作用,也參與了腫瘤的形成,在肝癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌、白血病等惡性腫瘤中均過度表達(dá)[25-30],它的表達(dá)抑制了癌細(xì)胞的分化,并且其過表達(dá)僅存在于未成熟或增殖的細(xì)胞中,在正常組織或分化完成的細(xì)胞中一般無法檢測到它的存在。異常的MYB表達(dá)是動物和人類惡性腫瘤中瘤形成的有效驅(qū)動因素。其致癌潛力的第一個證據(jù)來自發(fā)現(xiàn)v-MYB病毒致癌基因能夠在雞和鵪鶉中誘導(dǎo)成髓細(xì)胞轉(zhuǎn)化[31]。v-MYB代表MYB基因的截短形式,其白血病發(fā)生潛能與其C端調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域的缺失和突變有關(guān)[32]。隨后的一些研究在大多數(shù)人類的骨髓和急性淋巴細(xì)胞白血病中均檢測到MYB過表達(dá)[31],并且在血液惡性腫瘤中的活性改變通常與復(fù)發(fā)性染色體畸變相關(guān),例如擴(kuò)增、啟動子重排或易位。MYB功能區(qū)域TAD與多種共抑蛋白和共激蛋白的相互作用在MYB轉(zhuǎn)錄活性的誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)中起至關(guān)重要的作用,NRD區(qū)域的磷酸化、泛素化、乙?;确g后修飾作用可影響MYB的活性。NRD區(qū)亮氨酸拉鏈樣和特定的基因基序的丟失或破壞可增強(qiáng)MYB活性,并隨后在一些實體和造血惡性腫瘤中推動腫瘤進(jìn)展[30,33-34]。
MYB在ACC中參與的一系列復(fù)雜的結(jié)構(gòu)重排中與NFIB基因的融合最為突出。在MYB-NFIB融合檢測呈現(xiàn)陽性的腫瘤中發(fā)現(xiàn)MYB基因的外顯子8到3′非翻譯區(qū)存在著的多個斷點(diǎn),并且MYB的最小共有片段保留在MYB-NFIB融合基因的前8個外顯子的嵌合轉(zhuǎn)錄物中。在Persson等[16]的研究中,MYB-NFIB融合是5′端MYB上調(diào)的主要機(jī)制。MYB基因的異常調(diào)控可能是miR-15a、miR-16和miR-150等包含了某些微RNA分子的高度保守的結(jié)合位點(diǎn)在3′非翻譯區(qū)由于t(6;9)(q22-23;p23-24)易位而靶點(diǎn)丟失所導(dǎo)致的。研究還提到,通過對這些微RNA的轉(zhuǎn)染可在T細(xì)胞急性淋巴母細(xì)胞白血病細(xì)胞系中誘導(dǎo)野生型MYB,使微RNA水平下降約30%,并且不會降低ACC細(xì)胞中嵌合轉(zhuǎn)錄物的水平。這一結(jié)果與在脂肪瘤中觀察到的癌基因高遷移率族蛋白A2基因與NFIB的截斷融合導(dǎo)致了微RNA靶位點(diǎn)丟失,進(jìn)而導(dǎo)致HMGA2表達(dá)失控極為相似[35]。
盡管MYBL1和MYB在DNA結(jié)合域中具有廣泛的結(jié)構(gòu)同源性,并且在體外激活相同的基因,但它們具有不同的生物學(xué)功能[13,36]。Lei等[37]進(jìn)行了一系列刪除和域交換實驗,證明了負(fù)責(zé)調(diào)控蛋白質(zhì)表達(dá)的負(fù)調(diào)控結(jié)構(gòu)域、中心部負(fù)責(zé)定位轉(zhuǎn)錄激活的結(jié)構(gòu)域和C端域內(nèi)的單個功能元件可能在不同的MYB家族成員的目標(biāo)特異性中行使不同的功能。MYBL1-NFIB融合基因的結(jié)構(gòu)與MYB-NFIB融合具有十分相似的特性,MYBL1斷點(diǎn)在外顯子8、9、14和15中識別,保留了所有融合蛋白中的DNA結(jié)合和轉(zhuǎn)錄域[24]。這種融合與典型的MYB-NFIB易位相互排斥,并誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄活性5′-MYBL1片段的過度表達(dá)[24,38]。由于在融合過程中,MYB和MYBL1都失去了對其靶向特異性負(fù)責(zé)的元素,因此產(chǎn)生的癌蛋白可能誘導(dǎo)共同的表達(dá)特征;并證明無論MYB-NFIB融合狀態(tài)或MYB表達(dá)水平如何,所有ACC都具有相似的表達(dá)譜[39]。
直到近期,MYB在未見結(jié)構(gòu)異常的病例中過度表達(dá)的機(jī)制仍不清楚。研究者未觀察到ACC啟動子甲基化等外遺傳機(jī)制的變化對MYB的表達(dá)具有有效調(diào)節(jié)作用[40]。另外,例如ACC-miR-150之類的靶向小RNA的下調(diào)機(jī)制對MYB的作用尚未完全明確[39,41]。目前在沒有MYB-NFIB融合的腫瘤中,解釋MYB向上調(diào)節(jié)的最有說服力的機(jī)制是將調(diào)節(jié)因子引入MYB位點(diǎn)附近的其他關(guān)鍵易位。已有研究顯示,ACC可能具有復(fù)雜的重排或著絲粒或端粒到MYB基因座[42]。這些結(jié)構(gòu)畸變可能導(dǎo)致包括NFIB基因的序列的第 9號染色體片段的易位[21,24,42]。MYB基因和HBS1L基因之間的基因內(nèi)區(qū)含有多種增強(qiáng)子元件,使各種轉(zhuǎn)錄因子接近MYB啟動子及其負(fù)調(diào)控元件,從而誘導(dǎo)MYB表達(dá)[43-44]。MYB基因座也是白血病逆轉(zhuǎn)錄病毒插入的常見位點(diǎn),其多個插入位點(diǎn)位于基因的上游和下游[45]。最近的一項研究證實了ACC中MYB增高是調(diào)控元件易位的結(jié)果。據(jù)報道,位于NFIB、TGFBR3或RAD51B基因座內(nèi)的增強(qiáng)子的重排及其在MYB基因上游或下游的重新定位,導(dǎo)致這些調(diào)控元件與MYB啟動子發(fā)生顯著的物理相互作用,隨后MYB的信使RNA表達(dá)水平升高[46]。此外,MYB蛋白與NFIB和TGFBR3基因座中易位增強(qiáng)劑的結(jié)合形成了一個正反饋回路,進(jìn)一步促進(jìn)MYB的表達(dá)。相關(guān)的研究表明,增強(qiáng)子驅(qū)動致MYB過表達(dá)的機(jī)制并不僅局限于ACC中,最近在含有MYB-QKI融合的血管中心性膠質(zhì)瘤中也描述了類似的機(jī)制。研究中提出這種結(jié)構(gòu)畸變通過MYB截斷、增強(qiáng)子元件的易位融合癌基因的過度表達(dá)和QKI腫瘤抑制因子的半合子缺失三種機(jī)制驅(qū)動腫瘤發(fā)生與發(fā)展[47]。因此,可以推測這種“多機(jī)制”形式也可能發(fā)生在ACC中,NFIB調(diào)控元件的重新定位有助于在含有這些基因融合的腫瘤中過表達(dá)MYB-NFIB或MYBL1-NFIB嵌合轉(zhuǎn)錄物。
以往對MYB轉(zhuǎn)錄活性的研究表明,MYB的交替剪接RNA形式可能產(chǎn)生具有不同定量和定性活性的蛋白質(zhì)[48]。事實上,最近的觀察表明MYB融合轉(zhuǎn)錄物的結(jié)構(gòu)也可能涉及不同程度的致癌潛能。某些MYB-NFIB和MYBL1-NFIB轉(zhuǎn)錄物由于遠(yuǎn)端斷點(diǎn)(長融合)而保留其各自的NRD,而其他融合產(chǎn)物由于位于外顯子8附近的斷點(diǎn)(短融合)而丟失。以前相關(guān)報道發(fā)現(xiàn)融合信使RNA轉(zhuǎn)錄物的過表達(dá)在MYB外顯子8存在斷點(diǎn)的病例中是常見的[20-21]。研究表明,“長”和“短”融合基因在靶向特異性和轉(zhuǎn)錄活性方面可能存在差異。如發(fā)生于外顯子11后的MYB或MYBL1斷點(diǎn)融合的ACC病例與發(fā)生在外顯子8或9處融合的腫瘤表現(xiàn)出的表達(dá)譜大不相同;前者含有的19個基因集主要參與RNA的加工和翻譯工作,而與后者相關(guān)的5個基因集則與組織的發(fā)育密切相關(guān)[24]。另一項研究表明,盡管不同融合結(jié)構(gòu)的激活程度有顯著差異,但是MYB-NFIB和MYBL1-NFIB融合基因的轉(zhuǎn)染都激活了與MYB結(jié)合位點(diǎn)相同的合成啟動子。含有轉(zhuǎn)化和負(fù)調(diào)控基序的野生型MYB基因或“長融合”MYB-NFIB結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)染導(dǎo)致5xmre-luc報告子100倍激活,而“短融合”MYB-NFIB或3′截短MYB的過度表達(dá)導(dǎo)致200~600倍激活[38]。目前雖然在融合結(jié)構(gòu)方面觀察到類似的發(fā)現(xiàn),但這些發(fā)現(xiàn)的臨床意義尚不清楚,值得進(jìn)一步研究。
因為MYB-NFIB、MYBL1-NFIB融合在ACC中具有高發(fā)生率及高度的特異性,所以明確這些異常的遺傳現(xiàn)象對ACC疾病診斷的價值逐漸成為國內(nèi)外許多學(xué)者們研究的熱點(diǎn)[16,20]。Hudson等[49]通過分別對原發(fā)性和轉(zhuǎn)移性ACC腫瘤進(jìn)行穿刺細(xì)胞活檢術(shù)獲得的細(xì)胞進(jìn)行MYB結(jié)構(gòu)畸變檢測成功地鑒別出10個ACC細(xì)胞系中的5個,并將其與多形性腺瘤區(qū)分開來。其他學(xué)者也用相似的實驗通過對穿刺細(xì)胞活檢術(shù)標(biāo)本的檢驗證實了MYB相關(guān)基因在ACC腫瘤中有著較高的陽性檢出率[50-51]。最近一批來自丹麥的科學(xué)家們更是通過使用熒光原位雜交研究鑒定了93例發(fā)生在唾液腺的ACC群組中存在涉及MYB、NFIB和MYBL1基因的1p36缺失,證實了MYB-NFIB、MYBL1-NFIB及其變異體在絕大多數(shù)唾液腺ACC中的融合[52]。這些研究顯示基因融合在唾液腺ACC中的生物學(xué)特性中有明顯的特異性,提示MYB和MYBL1的融合具有潛在的診斷價值。但對于其作為預(yù)后影響因素的實用性尚未形成共識,作為預(yù)后標(biāo)志物的價值也一直是爭論的話題[21,23,38,53-55]。一些研究結(jié)果顯示MYB融合狀態(tài)與局部復(fù)發(fā)、周圍神經(jīng)侵犯和帶病生存率有一定的關(guān)系。相關(guān)的融合基因的檢出,提示疾病往往預(yù)后更差,MYB和MYBL1融合的過表達(dá)與較晚期的臨床階段和較差的預(yù)后密切相關(guān)。有學(xué)者得出MYB和MYBL1的改變明顯縮短ACC患者的生存期[20],但也有學(xué)者認(rèn)為ACC患者總生存率與基因的融合無相關(guān)性[56]??赡苁苣壳皺z測方法、統(tǒng)計方式、細(xì)胞系以及樣本量的限制,MYB相關(guān)融合基因在臨床中未能得到很好的應(yīng)用,但無論是在ACC中的診斷、治療還是預(yù)后方面仍有著無限的潛力。
基因發(fā)病機(jī)制的闡明為ACC的靶向治療提供了新的思路。鑒定重復(fù)t(6;9)和t(8;9)染色體易位導(dǎo)致MYB-NFIB和MYBL1-NFIB的融合癌基因以及超增強(qiáng)子易位在癌基因激活中的應(yīng)用,有助于理解MYB相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄因子在ACC發(fā)病機(jī)制中的作用,加深鞏固對頭頸部腫瘤復(fù)雜結(jié)構(gòu)改變的了解和認(rèn)識,并證明了異常的基因融合在這些強(qiáng)效癌基因的過度表達(dá)中起重要作用。雖然目前為止其具體生物學(xué)機(jī)制尚未完全清楚,但人類基因組譜分析和ACC細(xì)胞系新實驗?zāi)P图夹g(shù)的進(jìn)步,如最近開發(fā)的細(xì)胞系[57-58]和來自患者的異種移植物[59]的發(fā)現(xiàn),可能為學(xué)者們研究遺傳事件對ACC發(fā)病機(jī)制的影響帶來新的思路。此外,隨著藥物遺傳學(xué)的飛速發(fā)展,曾經(jīng)被認(rèn)為不可能作為靶目標(biāo)的MYB相關(guān)蛋白也有望成為腫瘤的有效抑制劑。隨著新的診斷和治療途徑的出現(xiàn),不久的將來通過靶向治療方法來抑制致癌轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)或蛋白的轉(zhuǎn)錄活性,有望為ACC的合理治療提供新的參考。