首例:甲状腺嗜酸细胞癌检出BRAF K601E突变,或与强侵袭性和靶向治疗相关

2024.03.14 责任编辑:陈醒 阅读量:57

甲状腺癌(TC)是最常见的内分泌肿瘤,其中甲状腺乳头状癌(PTC)是最常见的亚型。BRAF和RAS原癌基因被认为是PTC中最常变异的基因,基因型和组织型之间具有很强的关联。BRAF基因最常见的突变是V600E,常见于经典型和侵袭性PTC,而BRAF K601E突变是其它罕见BRAF突变中最常见的。除了少数低分化TC病例,BRAF K601E突变的甲状腺癌通常具有侵袭性低的特点。本文描述了一例具有侵袭性临床病程的甲状腺嗜酸细胞癌(OCA)病例,该患者存在广泛转移并对放射性碘抵抗。分子检测证实原发肿瘤和转移性病变中仅存在BRAF K601E突变。因此,本文对有关携带BRAF K601E突变的侵袭性TC病例的文献进行了整理。虽然该突变十分罕见,但本文病例强调了在晚期非PTC甲状腺癌中考虑BRAF K601E突变的相关性,因为它可作为靶向治疗的可干预突变。
背 景
甲状腺癌(TC)是最常见的内分泌肿瘤,约占所有人类癌症的 3.8%。甲状腺乳头状癌(PTC)是一种具有乳头状组织学结构的高分化甲状腺癌(DTC),约占所有甲状腺癌的 80%。PTC通常表现出侵袭性较低的临床行为,随着时间的推移治愈率会有所升高,尽管一些病例在诊断时和随访期间可能出现淋巴结和远处转移。
除了组织学特征之外,免疫组化(IHC)是标准组织学检测的重要补充:能够提供有关细胞起源的额外信息,以及更详细的细胞表征。通过免疫组化可以更好地识别那些并非起源于甲状腺滤泡组织的病变(即甲状腺髓样癌、淋巴瘤、甲状旁腺病变或肿瘤、肉瘤、其它器官的转移瘤等),或不具有甲状腺组织经典结构的病变(即甲状腺伴胸腺样分化的癌[CASTLE]),或已经失去甲状腺组织的经典结构(即甲状腺未分化癌)。
多年来,人们广泛研究PTC以描述其分子特征。最近,采用下一代测序(NGS)平台的综合方法确定了PTC中两个最常变异的原癌基因:BRAF和RAS,它们的点突变(BRAF仅有BRAF V600E,3 个RAS基因[KRAS、HRAS、NRAS]的点突变)是相互排斥的。BRAF和RAS原癌基因均参与丝裂原激活蛋白激酶通路信号传导(MAPK),该通路是调节细胞功能所必需的,包括增殖、基因表达、分化、有丝分裂、细胞存活和凋亡。有趣的是,已有文献描述了基因型和组织型之间的强相关性。事实上,虽然BRAF V600E突变在经典和侵袭性PTC(如高细胞)中常见,但RAS突变在滤泡性PTC(FV-PTC)中更为常见。同样,基因型与癌症行为相关——因为与携带RAS突变的肿瘤相比,携带BRAF V600E突变肿瘤的特点是甲状腺分化基因表达低,并且放射性碘(碘-131)难治性病例的患病率较高。
值得注意的是,DTC(尤其是PTC)的突变频谱也可能根据研究人群的不同而有所差异。事实上,在中国人群中,与脂质代谢密切相关的PNPLA5基因突变被描述为PTC的驱动突变(类似BRAF突变),与西方国家观察到的不同。
无论V600E是否为BRAF基因最常见的突变,其它较罕见的BRAF突变(r-BRAF)已被描述显示出“RAS样”的临床行为。在r-BRAF突变中,最常见的是(64%)601密码子处的赖氨酸被谷氨酸取代(p.K601E)。与V600E相比,该突变与较低的致癌活性相关。体外研究表明,K601E突变产生的BRAF激酶活性比V600E突变产生的BRAF激酶活性低 2.5 倍。基于这一理论,另一位作者假设在甲状腺结节的细胞学疑似恶性肿瘤的情况下,细针穿刺样本检测到的突变类型会影响术式制定:从甲状腺部分切除术到甲状腺全切除术和侧颈淋巴结清扫术。事实上,BRAF V600E和TERT突变缺失以及至少存在一种与侵袭性较低的行为相关的突变(例如BRAF K601E、其它RAS样突变和PAX8/PPARγ重排)的复发风险较低(<10%),然后可以通过甲状腺部分切除术安全地进行治疗。相反,在携带BRAF V600E突变的情况下,特别是与其它突变(例如TERT)同时存在时,建议进行更大范围的手术,因为随着时间的推移复发风险更高(从 10% 到 >40%)。
这与以下证据一致:BRAF K601E突变甚至在滤泡性腺瘤、微小型PTC和具有乳头状核特征的非侵袭性滤泡性甲状腺肿瘤(NIFTP)病例中有所描述,但主要发生在病程相当惰性的FV-PTC中。值得注意的是,FV-PTC中BRAF K601E突变的患病率约为 6%,是该PTC亚型中第三最常见突变,仅次于BRAF V600E和NRAS。
在多灶性PTC中,已有文献报道:同一甲状腺内具有不同组织学变异特征的不同甲状腺癌病灶中存在不同的BRAF突变(V600E和K601E):在大多数情况下,K601E突变发现于侵袭性较弱的病灶中,例如FV-PTC,而在同一个甲状腺中,V600E主要与经典变异、高细胞变异或低分化甲状腺癌(PDTC)相关。然而,在一例携带BRAF V600E突变的高细胞变异型PTC中,在同一甲状腺的PDTC的病灶中也发现了BRAF K601E突变的表达。
在Hürthle细胞癌中,迄今为止尚未描述过BRAF K601E突变。由于最近在世界卫生组织第五版内分泌器官肿瘤分类中,建议将Hürthle细胞甲状腺癌改为甲状腺嗜酸细胞癌(OCA),因此当文中提及Hürthle细胞甲状腺癌时,统一使用术语OCA
病 例
患者男,63 岁,白人,2003 年右颈部偶发一 3 cm结节,经细针穿刺(FNA)细胞学检查后诊断为良性结节。患者后续没有进行临床和超声检查评估。然而,2010 年,由于右侧结节尺寸逐渐增大(最大直径 8 cm),且另一个甲状腺左叶结节(最大直径 6 cm)与颈椎疼痛相关,因此再次进行FNA,检查结果显示两个结节中都有可疑的、含有嗜酸细胞的滤泡性病变。因此,进行了甲状腺全切除术和预防性中央区淋巴结清扫术。组织学检查显示患者罹患双侧广泛浸润的甲状腺嗜酸细胞癌,伴有甲状腺周围软组织和肌肉浸润,有癌栓(数量>4),无淋巴结转移(pT3mN0Mx,TNM第7版标准)。手术后,由于超声检测和FNA细胞学证实存在右侧颈部淋巴结转移(最大直径 15 mm),因此分三次注射碘-131,总活性为 331 mCi(12.2 GBq)。双侧肺转移(最大直径 5 mm)显示放射性碘摄取。然而,在第三次碘-131治疗后,尽管转移性病变持续存在,但全身扫描(WBS)显示不再摄取放射性碘。虽然医生建议每 6-12 个月进行一次临床、生化以及影像学评估,但患者并未遵循医嘱。患者在六年后重新入院治疗,主诉右侧颈椎肿块逐渐增大,并且经常咯血。
体格检查发现右侧颈椎区域有一个约 3.5 cm的无压痛、固定的结节性肿块。与 6 年前评估的水平相比,血清甲状腺球蛋白水平显著升高(15,646 vs. 26.35 ng/mL)。颈部超声显示右侧颈外侧区有 3 个可疑转移淋巴结(53 mm、13 mm和 20 mm)。增强全身CT扫描证实存在多个可疑淋巴结转移,最大的 58 mm,累及邻近肌肉并到达颈部浅表结构,右侧锁骨上区有另一个 47 mm的病灶,压迫和侵犯颈内静脉。此外,肺部多发结节性病变,胸部有一些可疑纵隔淋巴结肿大(最大 37 mm)(图1)。
由于先前治疗时不再摄取放射性碘,患者被归类为放射性碘难治患者,根据临床进展,在排除潜在禁忌证后,对右颈区域进行了手术治疗。组织学检查显示,在 24 个切除的淋巴结(最大直径 75 mm)中有 4 个淋巴结存在低分化甲状腺癌(PDTC)转移,具有嗜酸性特征(图2)。术后 6 个月进行的全身CT扫描显示,右侧颈椎(16 mm)和气管旁区域(32 mm)的病灶持续存在,纵隔和肺部转移灶的尺寸略有增加。由于存在多种合并症(伴有血小板减少的慢性肝病、未控制的动脉高血压和气管食管瘘的风险),未使用多激酶抑制剂进行系统性治疗,并于 2022 年 2 月对患者颈部进行了体外放疗(30Gy),避免了对胸部病变进行放疗。颈部放疗 3 个月后的CT扫描结果显示,右侧颈部病变尺寸缩小(8 mm,之前为 16 mm)。在 2023 年 5 月的最后一次随访中,疾病没有进一步进展。
由于该疾病的侵袭性和特殊的临床行为,为了评估该肿瘤的分子特征,以及发现一些可干预突变,对第二次手术的转移淋巴结样本进行了NGS检测。如前所述,使用甲状腺特异性定制panel进行单核苷酸变异(SNV)和小插入缺失(indel)的NGS分析,包括BRAF、RET、HRAS、KRAS、NRAS基因和其它 12 个与甲状腺癌发生相关基因的热点外显子。发现BRAF基因存在核苷酸取代c.1801A>G(p.K601E)(VAF:15.2%)。尽管发现了SNV,但这通常与其它驱动突变互斥。研究人员还检测了RET、NTRK和PAX8/PPARγ重排,但没有发现任何突变。如前所述,通过直接测序(direct sequencing)评估了TERT启动子C288T和C250T突变,但结果为阴性。此外,还评估了PTEN和TP53,但结果同样为阴性。
鉴于OCA不存在这种突变,对两个甲状腺原发肿瘤的组织学进行了重新评估。在两个原发肿瘤中均证实为OCA:组织学主要为实性/小梁模式,广泛浸润甲状腺周围组织和肌肉,并伴有广泛的血管侵犯(>4 个癌栓)(图3)。
此外,对原发肿瘤进行了NGS检测,发现了相同的BRAF K601E突变(等位基因频率:29.8%),没有其它基因变异,包括TP53、PTEN和TERT启动子突变。
研究人员共检索到 243 篇文章。通过手动搜索引用的参考文献,确定了另外两条记录。删除重复的文献(n=113)后,根据标题和摘要排除了 96 篇文章。其余 36 篇全文文章进行了资格评估,最后 9 篇文章符合数据提取标准。研究选择的流程图如图4所示。从纳入的研究中提取的数据如表1所示。
2011 年,Pennelli等人报道了首例携带BRAF K601E突变的FTC。从那时起,在进行大队列研究时,详细描述了少数其他FTC病例和携带BRAF K601E突变的PDTC病例。Pozdeyev等人对 779 例晚期甲状腺癌进行了测序,其中 65 例为FTC,35 例为OTC。有 3 例FTC病例携带BRAF K601E突变,但没有OCA相关病例。在一项对 199 个细胞学不确定的连续甲状腺结节研究中,还报道了一例具有广泛血管侵犯的FTC病例,与BRAF K601E突变与TERT C250T突变相关,所有甲状腺结节均经过手术治疗。在 69 例多灶性PTC病例中发现了另一例携带BRAF K601E突变的PDTC。
讨 论
WHO将甲状腺嗜酸细胞癌(OCA)定义为一种独特的滤泡性肿瘤,其中超过 75% 的肿瘤细胞具有嗜酸细胞特征(即胞核深染、核仁突出以及大量线粒体,使胞浆呈颗粒状且呈强烈嗜酸性),有恶性肿瘤证据(包膜和/或血管侵犯),没有PTC的特征性核特征,并且没有高级别特征(肿瘤坏死和每 2 mm2≥ 5 个有丝分裂)。嗜酸细胞也存在于FTC和FV-PTC、PTC的嗜酸细胞亚型、PDTC和嗜酸细胞甲状腺髓样癌中,而且也存在于慢性自身免疫性甲状腺炎中。
尽管这些组织学特征在不同的甲状腺癌组织学亚型中部分共享,但分子研究的最新数据支持OCA是DTC的特殊组织亚型的假设。事实上,与FTC相比,RAS突变的存在更为罕见(10%),而在PTC中,BRAF V600E是最常见的突变(64%),而在OCA中,仅有 4 例携带BRAF突变的病例。4 例中有 1 例为混合瘤,由OCA和多灶性PTC组成,并携带BRAF V600E突变。另外 3 例是在 41 名OCA患者中发现的。它们携带BRAF错义突变:两例为p.I300V,一例为p.D677N。相反,Pozdeyev等人调查的 35 个高级别OCA中没有一人携带任何BRAF基因突变。
OCA中常见的分子变异涉及PI3K/Akt/mTOR,这是RAS下游的信号通路。高达 22% 的更具侵袭性的OCA(就晚期PTC和FTC而言)携带TERT启动子突变。TERT是编码参与端粒延长的蛋白质的基因,因此与细胞存活有关。TERT启动子突变虽然不被认为是驱动基因,但和预后呈负相关,尤其是与BRAF突变共存时,它会使复发风险增加高达 8.5 倍。
本文描述了一例携带BRAF K601E突变的OCA病例,具有独特的表现和临床过程。尽管BRAF K601E突变主要在低风险PTC中检测到,普遍存在于其呈惰性病程的滤泡变异体中,但本文病例的特点是初始就累及了两个甲状腺叶,这与FTC和OCA的典型单灶表现不同。此外,随着时间的推移,该疾病表现出非常具有侵袭性的临床行为,通过肿瘤的去分化演变,直至疾病在颈部持续存在并出现远端转移,并丧失摄取放射性碘的能力。
OCA,例如FTC,可以从小范围侵袭或广泛侵袭中区分,并且一些分子变异,例如PTEN、TP53,特别是TERT,更常见于更具侵袭性的肿瘤中。在本文患者中,分子检测排除了原发肿瘤和淋巴结转移中存在TERT、TP53和PTEN突变,原发灶和转移灶中均仅携带BRAF K601E突变。因此,根据OCA的组织学和相关知识,BRAF K601E可以合理地被认为是驱动突变,而任何其它额外的分子改变可能决定进一步的去分化和向PDTC淋巴结转移的进展。
除携带BRAF K601E突变的PTC外,很少有关于甲状腺癌的详细描述(表1)。相反,在对大量患者进行基因分析时发现了其他几例临床特征信息较少的病例,这些患者先接受了PCR-单链构象多态性(PCR-SSCP)进行评估,然后进行DNA测序、Sanger测序、直接测序或NGS检测(表2)。
一些作者描述了微小浸润性滤泡癌(MIFTC)没有血管侵犯的病例;相反,也有其他人报告了血管侵犯的存在。在Pennelli等人的FTC案例中。组织学显示存在血管侵犯(>4个癌栓)、肿瘤包膜局灶性侵犯、实性/小梁区域和坏死灶,分化良好细胞(包括一些具有嗜酸性特征)和分化不良的细胞。分子分析证实所有肿瘤区域(滤泡、嗜酸、岛叶和小梁区域)均存在BRAF K601E突变。然而,还发现了PIK3CA的激活突变。Censi等人描述了另一例广泛侵袭性FTC,其中BRAF K601E突变与TERT C250T突变相关。随后分析了一系列 199 例细胞学检查不确定的甲状腺结节病例,所有病例都接受了手术。尽管描述了癌症类型,但没有关于该病例临床病程的其他信息。然而,在这种情况下,两种基因变异的同时存在可以解释肿瘤更具侵袭性的行为。不同的是,在本文病例报告中,没有发现任何其它基因变异,至少在研究人员所使用的定制panel中未检出。
Pozdeyev关于 779 例晚期甲状腺癌分子变异的数据中报告了 3 例携带BRAF K601E突变的晚期FTC病例。
最后是一例携带BRAF K601E突变的局部侵袭性和转移性PDTC,在达拉非尼联合曲美替尼治疗 2 个月后,临床(甲状腺毒症)、生化(甲状腺球蛋白水平升高)、代谢(18FDG 降低和碘升高)组织学(Ki-67减少和NIS、甲状腺球蛋白和TPO表达增加)观察到再分化。尽管非常罕见,但PDTC病灶中存在BRAF K601E突变的情况已在同一腺体内的多灶性甲状腺癌中得到描述。
最近的几项研究强调了OCA体系突变与其他甲状腺癌的差异。需要注意的是,他们证实:在其他甲状腺癌中发现的突变(包括RAS、BRAF、RET-PTC、PAX8-PPARg等)仅在一小部分OCA中发生。
事实上,在 56 个OCA子集中,没有发现BRAF突变,并且NRAS的频率低于FTC。此外,在PDTC和ATC中检测到的其他关键突变,特别是TERT启动子突变,频率较低(OCA为 22%,ATC为 73%)。相反,最近有报道称,大范围染色体缺失和线粒体基因组的蛋白质编码区和tRNA编码区发生大量破坏性突变,可能是OCA的潜在遗传驱动因素。
值得注意的是Ganly等人描述了OCA中一种特殊的染色体变异。他们发现,很大一部分OCA显示出多染色体,其特征是整个 5 号和 7 号染色体的重复,这导致几种基因的表达增加,进而提供克隆优势,特别是在RAS/RAF/MAPK通路和PI3K/AKT/mTOR通路中。另外,剩余染色体表现为单亲二倍体(UPD,一对染色体都继承自一个亲代,而不是分别来自双方的情况),这导致杂合性缺失,可能导致许多肿瘤抑制基因的失活。
基于对OCA突变图谱认知的改善,本文进行的分子分析的局限性在于没有研究染色体变异,不能完全排除其它诱导肿瘤转化的遗传机制参与其中。
然而,这个案例进一步揭示了OCA突变图谱的特殊性。非常罕见的突变(例如BRAF K601E)的存在,通常与侵袭性较小的甲状腺肿瘤相关,这凸显了检查更罕见突变的重要性,至少在这种特殊情况下是这样,特别是在设计了针对该突变的高选择性药物的情况下。
结 论
BRAF K601E突变是BRAF基因中一种罕见的变异类型,更常见于PTC中,尤其是滤泡型PTC,其与侵袭性较低的表现和临床行为相关。然而,尽管很少报道,但在其它甲状腺癌组织学(如FTC或PDTC)中,它可能与不同程度的侵袭性相关。在本文病例中,首次在侵袭性转移性OCA中描述了不携带TERT、PTEN和TP53突变,而是BRAF K601E的存在。最近从分子角度更好地描述了这种类型的甲状腺癌,突显了PTC中检测到的常见驱动突变(例如BRAF或RAS)的患病率较低。然而,在不同于PTC的晚期癌症(包括OTC)中,BRAF K601E突变的存在不应被忽视,因为它可以被检测到,尽管患病率较低,并且代表了一种可干预的突变,目前已有特定药物可用于治疗。
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