郭宏鵬，李尤，張金輝，何明芮，俞建華，張藝彤，劉俊良，孫成林

（1. 沈陽醫(yī)學(xué)院2021級碩士研究生，遼寧沈陽 110034；2. 沈陽醫(yī)學(xué)院附屬中心醫(yī)院普外一科）

甲狀腺癌是最常見的頭頸部和內(nèi)分泌系統(tǒng)惡性腫瘤，近年來，隨著體檢的普及和高分辨率超聲檢查等技術(shù)的快速發(fā)展，甲狀腺癌發(fā)病率在包括我國在內(nèi)的全球多個國家和地區(qū)呈現(xiàn)快速上升［1］。其中，分化型甲狀腺癌（differentiated thyroid carcinoma，DTC）約占甲狀腺癌的95%，主要包括甲狀腺乳頭狀癌（papillary thyroid carcinoma，PTC）、甲狀腺濾泡癌（follicular thyroid carcinoma，F(xiàn)TC） 和嗜酸細(xì)胞癌（hürthle cell carcinoma，HCC）［2］。盡管DTC經(jīng)過常規(guī)治療后預(yù)后良好，但仍有部分患者不可避免地出現(xiàn)局部復(fù)發(fā)和遠處轉(zhuǎn)移。其中，部分患者由于甲狀腺上皮細(xì)胞中鈉碘轉(zhuǎn)運蛋白（sodium iodide symporter，NIS）表達減少甚至缺失，表現(xiàn)為放射性碘難治性分化型甲狀腺癌 （radioactive iodine refractory DTC，RAIR-DTC） 的去分化狀態(tài)，10 年生存率低于10%［3］。RAI治療利用甲狀腺濾泡細(xì)胞碘代謝機制的獨特功能以及甲狀腺特異性基因的表達。研究表明，RAI 親和力喪失的潛在分子基礎(chǔ)是甲狀腺特異性基因和轉(zhuǎn)錄因子表達的異常沉默［4］。在這些因素中，通過點突變或染色體重排引起的絲氨酸-蘇氨酸激酶（MAPK）和磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K/AKT）信號通路基因改變導(dǎo)致NIS表達降低是RAIR-DTC 發(fā)病的主要機制［5］。近年來，其他信號通路如典型Wnt/β-catenin 信號通路（Wnt/βcatenin）、轉(zhuǎn)化生長因子β 信號通路（TGF-β/Smad）和Notch 信號通路的改變也被證實與甲狀腺特異性基因表達的沉默有關(guān)，導(dǎo)致RAI 治療失敗［6］。因此，逆轉(zhuǎn)NIS 的表達對RAIR-DTC 患者的治療和預(yù)后具有重要的作用。

1 NIS的表達調(diào)控

NIS位于甲狀腺上皮細(xì)胞基底外側(cè)膜，主要負(fù)責(zé)將碘離子從血液轉(zhuǎn)運到細(xì)胞。從1996 年人類NIS的cDNA 首次被克隆以來，人們在甲狀腺癌去分化的相關(guān)分子機制上有了更深入的研究。NIS基因位于人類染色體19p12-13.2，最小啟動子介于110 bp 和199 bp 之間，上游增強子（NIS upstream enhancer，NUE）介于2 264 bp 和2 495 bp 之間，NUE 包含對NIS 轉(zhuǎn)錄有重要作用的甲狀腺轉(zhuǎn)錄因子1（thyroid transcription factor 1，TTF1）結(jié)合位點、配對盒基因8（paired box 8，PAX8）結(jié)合位點和簡并的環(huán)磷酸腺苷（cAMP）響應(yīng)元件序列，它以甲狀腺特異性和cAMP 依賴性方式刺激轉(zhuǎn)錄，對NIS 調(diào)控至關(guān)重要［7］。NIS的表達主要在轉(zhuǎn)錄和翻譯后水平進行調(diào)控［8］。促甲狀腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH）作為NIS 表達的主要調(diào)節(jié)因子，首先結(jié)合促甲狀腺素受體（TSHR）增加cAMP表達，然后cAMP通過激活多個信號通路來誘導(dǎo)NIS 轉(zhuǎn)錄，這些信號通路可以刺激NUE 的活性。其中，氧化還原效應(yīng)因子1（redox effector factor 1，Ref-1）通過蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）非依賴信號通路被激活，刺激PAX-8與NUE 結(jié)合，進而NUE 激活。不依賴TSH 的機制還可以通過影響PAX-8 與NUE 的結(jié)合來改變NIS 的表達，目前已經(jīng)確定了3 種主要的信號通路。（1）TGF-β 的激活會刺激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白SMAD3，從而抑制PAX-8 與NUE 的結(jié)合［9］。（2）Toll 樣受體4（toll like receptor 4，TLR4）激活NF-κB，進而激活PAX-8 結(jié)合NUE。（3） 垂體腫瘤轉(zhuǎn)化基因1（pituitary tumor transforming gene 1，PTTG1） 與結(jié)合因子 （pituitary tumor transforming gene binding factor，PBF）的復(fù)合物可以阻斷PAX-8 與NUE 的相互作用，從而抑制NIS 的表達［10］。在翻譯后調(diào)控方面，Kogai 等［11］研究發(fā)現(xiàn)，TSH 刺激使大鼠甲狀腺細(xì)胞在24 h 內(nèi)誘導(dǎo)NIS 表達比基礎(chǔ)水平高6 倍以上，還發(fā)現(xiàn)TSH 刺激大鼠甲狀腺細(xì)胞后，NIS 定位在細(xì)胞膜上，而TSH 刺激去除后NIS 定位在細(xì)胞質(zhì)上。NIS 的這種異常定位使碘離子轉(zhuǎn)運失敗，并導(dǎo)致甲狀腺癌細(xì)胞中RAI 的攝取減少，從而導(dǎo)致DTC 的RAI 治療失敗，這暗示我們NIS在細(xì)胞質(zhì)中的存在與翻譯后調(diào)控密切相關(guān)。

2 抑制NIS表達的信號通路

2.1 MAPK/ERK信號通路 在DTC中，MAPK信號通路在調(diào)控細(xì)胞增殖和去分化中發(fā)揮重要作用［12］。近年來，隨著基因檢測在甲狀腺癌診斷和治療中的廣泛應(yīng)用，DTC 患者常檢測到BRAF突變、RAS突變和RET/PTC重排，BRAF在PTC 中突變率可達80%，RAS的突變率僅次于BRAF突變［13］。越來越多研究表明，BRAFV600E 突變可以異常激活MAPK 信號通路，對DTC 的進展起著關(guān)鍵作用，MAPK 信號通路可下調(diào)NIS 的表達，從而誘導(dǎo)DTC 的去分化［14］。體外研究表明，抑制BRAF突變可以恢復(fù)NIS 的表達，Liu 等［15］使用U0126 作為絲裂原激活的胞外信號調(diào)節(jié)激酶（mitogen-activated extra cellular signal regulated kinase，MEK）抑制劑，通過抑制MAPK 信號通路恢復(fù)了NIS 表達。一項體內(nèi)研究也表明，在BRAF 激活的轉(zhuǎn)基因小鼠中，使用BRAF 抑制劑在抑制MAPK 信號通路后恢復(fù)了NIS 和其他甲狀腺特異性基因的表達［16］。BRAF 抑制劑帶來良好治療效果的同時，往往伴隨著耐藥的不良反應(yīng)。因為BRAF 抑制劑可以重新激活ERK 信號的替代信號通路，因此，如何克服耐藥性成為關(guān)鍵問題。Cheng 等［17］發(fā)現(xiàn)HER 抑制劑可以阻止MAPK 信號通路的再激活，還發(fā)現(xiàn)，通過使用HER 抑制劑治療，使攜帶BRAF突變的DTC 的甲狀腺特異性基因恢復(fù)表達和攝取RAI 成為可能。另有研究顯示，端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（telomerase reverse tranase，TERT）啟動子突變與復(fù)發(fā)性PTC 中RAI 親和力的喪失和碘代謝機制的損害密切相關(guān)，Liu 等［18］揭示了BRAFV600E 和TERT啟動子突變的協(xié)同致癌作用機制，該機制中BRAFV600E 和TERT啟動子突變可以通過激活新的BRAF/MAPK/FOS/GABP/TERT 通路來協(xié)同促進TERT 的表達。此外，MAPK 信號通路通過RAS突變和RET/PTC重排也會促進DTC 的去分化。Wang 等［19］研究報道，RET/PTC的改變可降低甲狀腺特異性基因表達，外源RET/PTC 可顯著抑制PAX8表達和PKA 活性，導(dǎo)致NIS表達減少。

2.2 PI3K/AKT 信號通路 PI3K/AKT 信號通路在DTC進展中也發(fā)揮著重要作用。PI3K/AKT通路可被多種生長因子激活進而抑制NIS 的表達，如胰島素樣生長因子1（insulin like growth factor 1，IGF-1）和表皮生長因子（epidermal growth factor，EGF）。García 等［20］使用LY294002 作為PI3K 抑制劑，抑制PI3K/AKT信號通路可以增加甲狀腺癌細(xì)胞中的NIS 表達和RAI 攝取。Song 等［21］報道，RasGRP3 基因突變通過PI3K/AKT 途徑降低了RAIR-DTC 中NIS 和TSH 受體的表達，這表明通過介導(dǎo)RasGRP3基因突變的PI3K/AKT信號通路可能與RAIR-DTC 有關(guān)。此外，PI3K 抑制劑雷帕霉素在體外和體內(nèi)研究中均被證實是NIS 表達、RAI攝取和細(xì)胞存活的調(diào)控因子［22］。

2.3 TGF-β/Smad 信號通路 近年來，TGF-β/Smad 信號通路在調(diào)節(jié)多種癌癥（包括甲狀腺癌）的細(xì)胞功能上受到廣泛關(guān)注［23］。TGF-β 是一種分泌蛋白，具有3 種亞型，即TGF-β1、TGF-β2 和TGF-β3［24］。TGF-β 可與細(xì)胞膜上的Ⅱ型受體結(jié)合，TGFβ-Ⅱ型受體復(fù)合物招募Ⅰ型受體，進而刺激Smad2 和Smad3 的磷酸化，然后與Smad4 結(jié)合，進入細(xì)胞核參與基因表達的調(diào)節(jié)［25］。焦嬋［26］研究發(fā)現(xiàn)，REGγ 通過降解 Smad7 介導(dǎo)TGF-β 上調(diào)，增強甲狀腺癌細(xì)胞的去分化，REGγ 的缺失恢復(fù)了甲狀腺癌細(xì)胞中甲狀腺特異性基因的表達，尤其是NIS 的表達，提高了放射性碘的攝取。Riesco等［27］報道，在DTC中BRAFV600E基因可以誘導(dǎo)TGF-β 分泌，進而抑制NIS 表達。此外，Azouzi等［28］研究發(fā)現(xiàn)，NADPH 氧化酶4（reduced nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 4，NOX4）是BRAFV600E 誘導(dǎo)PTC 中NIS 下調(diào)的關(guān)鍵介質(zhì)，并且該過程與TGF-β/Smad 信號通路關(guān)系密切。Foxp3是叉狀頭轉(zhuǎn)錄因子家族中的一個成員，也是調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞的重要分子，F(xiàn)oxp3 基因突變能引起嚴(yán)重的自身免疫性疾病，近年來有研究表明，F(xiàn)oxp3 可以通過誘導(dǎo)TGF-β1 的分泌激活Smad3的磷酸化，進而抑制PTC中NIS的表達［29］。

2.4 其他信號通路 Notch 信號通路表達失調(diào)與甲狀腺癌去分化關(guān)系密切。Ferretti 等［30］分析了Notch 信號通路在甲狀腺濾泡細(xì)胞中的表達，發(fā)現(xiàn)該通路在正常甲狀腺細(xì)胞中表達，而在甲狀腺未分化癌中表達降低，Notch 信號通路的過表達，包括Notch1、Notch3和Hes1，與甲狀腺癌特異性基因表達上調(diào)直接相關(guān)。Yu等［31］使用白藜蘆醇激活Notch1 信號通路恢復(fù)了甲狀腺癌中NIS 的表達。此外，Somnay 等［32］發(fā)現(xiàn)Notch3 表達的缺失可能是DTC 發(fā)生去分化的基礎(chǔ)，相反，DTC 中Notch3的激活會逆轉(zhuǎn)甲狀腺癌去分化的趨勢，這都表明Notch1 和Notch3 的激活可能成為DTC 再分化的一種潛在治療策略。Wnt/β-catenin 信號通路在調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、增殖以及癌癥發(fā)展的過程中發(fā)揮重要作用。在Wnt 配體與Frizzled 受體和脂蛋白受體相關(guān)蛋白（LRP5/6）作為共同受體結(jié)合后，β-catenin被激活并從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，促進各種基因的表達［33］。研究表明，β-catenin 是生理條件下NIS 和RAI 攝取的調(diào)節(jié)劑。Lan 等［34］發(fā)現(xiàn)RAI 在治療缺氧誘導(dǎo)因子1α（hypoxia inducible factor 1α，HIF-1α）過表達的甲狀腺癌細(xì)胞中效果較差，可能是由于β-catenin 激活引起的NIS 異常定位；相反，β-catenin 的抑制可以逆轉(zhuǎn)這些變化。此外，NF-κB 信號通路在腫瘤發(fā)生過程中也受到關(guān)注。據(jù)報道，由BRAF突變引起的NF-κB 激活上調(diào)了DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶1 （DNA methyltransferase 1，DNMT1），從而抑制了由其啟動子甲基化引起的NIS表達，因此通過抑制NF-κB在未來可能是治療RAIR-DTC的一個新的手段［35］。

3 RAIR-DTC再分化治療

3.1 NIS轉(zhuǎn)錄的調(diào)控藥物

3.1.1 維甲酸（retinoic acids，RA） RA 是一類維生素A 的代謝產(chǎn)物，通過激活核受體來啟動和調(diào)節(jié)基因表達，近年來RA 廣泛應(yīng)用于DTC 再分化治療。研究表明，RA 可以上調(diào)NISmRNA 表達［36］。經(jīng)RA治療后，正常甲狀腺細(xì)胞中NIS的表達降低。然而，大多數(shù)甲狀腺癌在RA 治療后表現(xiàn)出NIS 表達和NIS 介導(dǎo)的RAI 攝取的升高［37］。Jarzab 等［38］用RA 治療15 例RAIR-DTC 患者，29%的肺轉(zhuǎn)移患者，56%的局部轉(zhuǎn)移患者和2例骨轉(zhuǎn)移患者可見RAI 攝取。但令人失望的是，在腫瘤進展上沒有臨床意義。在一項RA 治療RAIRDTC 的Meta 分析中，RAI 增加的綜合效應(yīng)為27.6%，根據(jù)實體腫瘤反應(yīng)評估標(biāo)準(zhǔn)，腫瘤反應(yīng)綜合效應(yīng)僅為17.0%，以上數(shù)據(jù)表明，只有少數(shù)患者對RA治療有效［39］。

3.1.2 組蛋白去乙?；敢种苿?組蛋白去乙?；福╤istone deacetylase，HDAC） 可以抑制DTC 中NIS 的表達。在一項體外研究中發(fā)現(xiàn)，HDAC 抑制劑增加了NISmRNA 的表達［40］。Kelly等［41］對晚期甲狀腺癌患者使用伏立諾（suberoylanilide hydroxamic acid，SAHA）作為HDAC 抑制劑進行研究，發(fā)現(xiàn)3 例PTC 患者中有1 例在SAHA 治療后RAI 攝取增加。Sherman 等［42］使用羅米地辛作為HDAC 抑制劑進行的Ⅱ期臨床試驗結(jié)果表明，22 例患者中只有2 例患者的RAI 攝取增加。此外，Nilubol等［43］使用丙戊酸作為HDAC抑制劑進行了一項Ⅱ期臨床試驗，結(jié)果顯示RAI重新攝取失敗。

3.1.3 過氧化物酶體增殖物活化受體γ（peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ）激動劑PPARγ 是一種核受體，主要參與細(xì)胞增殖和再分化的調(diào)節(jié)，是一種配體依賴性轉(zhuǎn)錄因子，必須與維甲酸X 受體（retinoid X receptors，RXR）形成異二聚體才能與其反應(yīng)元件結(jié)合并激活基因表達［44］。研究表明，PPARγ 激動劑可以誘導(dǎo)甲狀腺癌的再分化。Park 等［45］使用曲格列酮作為PPARγ激動劑，應(yīng)用于DTC 再分化治療，結(jié)果表明，可以增加甲狀腺細(xì)胞中的NIS表達和RAI攝取。Tepmongkol 等［46］報道，23 例患者中有7 例在服用羅格列酮后甲狀腺活檢組織中PPARγ 呈強陽性，在這7例患者中5例有明顯的RAI攝取增加。

3.2 MAPK 通路抑制劑 單獨使用維甲酸和羅格列酮在RAIR-DTC 的再分化治療中的臨床應(yīng)用效果有限。近年來，隨著細(xì)胞生物學(xué)的發(fā)展，越來越多的新治療靶點出現(xiàn)。研究表明，選擇性抑制MAPK 信號通路的藥物，如BRAF 或MEK 抑制劑，可以誘導(dǎo)甲狀腺特異性基因表達，并恢復(fù)甲狀腺癌細(xì)胞對RAI 的攝取。Ho 等［47］將賽魯米替尼作為MEK 抑制劑應(yīng)用于20 例RAIR-DTC 患者，有12 例恢復(fù)了RAI 攝取，其中8 例達到了RAI 治療的劑量學(xué)閾值，在這些患者中，5 例攜帶RAS突變，1 例攜帶BRAF突變，這提示我們RAS突變患者的RAI親和力恢復(fù)高于BRAF突變患者，也表明賽魯米替尼的療效與基因改變之間存在關(guān)系。Rothenberg 等［48］使用達普拉非尼作為BRAF 抑制劑克服BRAF突變甲狀腺癌患者RAI耐藥的臨床試驗，對BRAF突變甲狀腺癌患者給予達普拉非尼治療6 周后，10 例患者中6 例恢復(fù)RAI 攝取。此外，F(xiàn)u 等［49］研究報告，HDAC 抑制劑達普拉非尼和MAPK 抑制劑賽魯米替尼聯(lián)合治療在BRAFV600E 突變的甲狀腺癌細(xì)胞中顯示出強大的再分化作用，因此，HDAC 和MAPK 抑制劑聯(lián)合應(yīng)用可能是提高RAIR-DTC 患者再分化治療效果的一種新的選擇。

3.3 PI3K/AKT 信號通路抑制劑 PI3K/AKT 通路的異常激活可下調(diào)NIS 表達，表明該通路可能是RAIR-DTC 再分化治療的潛在治療靶點。Liu 等［50］使用LY294002 作為PI3K 抑制劑，通過誘導(dǎo)DTC細(xì)胞系中的PAX8，顯著上調(diào)NIS 的表達并成功改善碘攝?。淮送?，AKT 抑制劑Akti-1/2 還通過介導(dǎo)甲狀腺細(xì)胞中NIS 的表達來增加碘攝取。Plantinga 等［51］報道了另一種PI3K 抑制劑雷帕霉素，研究發(fā)現(xiàn)，在攜帶BRAFV600E 和RET/PTC1的DTC 細(xì)胞中雷帕霉素可以誘導(dǎo)NIS 表達和RAI攝取，可能是通過依賴于TTF1 的轉(zhuǎn)錄效應(yīng)。然而，通過抑制RAIR-DTC 患者的PI3K 通路來評估碘攝取變化的幾項體內(nèi)研究尚未報告結(jié)果。因此，可能需要進一步的研究來闡明PI3K/AKT通路抑制劑對RAIR-DTC再分化的影響。Buffet 等［52］總結(jié)了已知的導(dǎo)致RAI在RAIR-DTC 中治療無效的分子機制和藥物作用靶點。

4 小結(jié)與展望

RAI 治療是DTC 患者術(shù)后清除殘留甲狀腺，以及無法手術(shù)切除的局部或遠處轉(zhuǎn)移灶的重要手段。然而，基因突變通過激活甲狀腺癌中的MAPK、PI3K 等信號通路，導(dǎo)致DTC 去分化并降低NIS 的表達，失去RAI 親合力的去分化甲狀腺癌對RAI 治療沒有反應(yīng)并且預(yù)后較差。由于RAI抵抗主要是由于DTC 的去分化所致，再分化治療無疑是RAIR-DTC 患者的一種有前途的替代選擇。幾種藥物包括維甲酸、PPARγ 激動劑和HDAC 抑制劑，已經(jīng)嘗試在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)NIS，但在RAIR-DTC 患者的再分化治療中顯示出的臨床價值仍然有限。最近的研究顯示，使用選擇性抑制MAPK 和PI3K 信號通路的藥物在RAIR-DTC 中逆轉(zhuǎn)NIS 的表達和改善RAI 攝取的治療中展現(xiàn)出光明前景，例如MEK/BRAF抑制劑和PI3K/mTOR抑制劑。通過逆轉(zhuǎn)NIS表達恢復(fù)RAI親和力為RAIRDTC 患者帶來了新的希望，但是，目前還沒有確定的臨床試驗?zāi)軌驖M足藥理學(xué)再分化效應(yīng)的預(yù)期，主要原因是大多數(shù)研究只關(guān)注單一信號通路的阻斷，而不是全面的信號通路。然而DTC 去分化與多個信號通路密切相關(guān)，此外，特定信號通路的耐藥性或重新激活也是再分化治療面臨的難題，單一藥物治療可能無法達到再分化療效。考慮到RAIR-DTC 在遺傳和表觀遺傳上的異質(zhì)性，大多數(shù)RAIR-DTC 通過多種因素發(fā)展為去分化，我們需要了解RAIR-DTC 去分化的詳細(xì)分子機制，以制定最佳的個性化再分化策略。在未來，多個信號通路同時阻斷以及多種藥物聯(lián)合治療可能成為新的治療手段。