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ALK基因与癌症

 binho900 2017-03-07


ALK(anaplastic lymphoma kinase, 间变性淋巴瘤激酶)是一种受体酪氨酸激酶,由2号染色体短臂上ALK基因编码。它参与调控细胞增殖的信号通路,当其不受控制时就会导致癌症的发生。ALK引发癌症的最主要原因是染色体某部位易位导致的ALK基因重排,导致它与其他基因融合,得到如EML4-ALK, NPM-ALK, TPM3-ALK等融合基因。ALK基因最早就是以NPM-ALK融合基因的形式在间变性大细胞淋巴瘤中被发现的。此外,ALK异常扩增以及基因点突变也能引起癌症的发生,这两类最早主要在神经母细胞瘤和甲状腺癌中被发现。


针对17种不同器官癌症样本的ALK基因全外显子测序数据显示:ALK基因点突变在所有肿瘤样本中的总突变率为3.06%(191/6241 cases)。其中突变率最高的是皮肤癌(10.3%; 49/474 cases),其次是结直肠癌(7.9%; 23/292 cases),子宫内膜癌(6.8%; 20/296 cases)和肺癌(5.3%; 44/824 cases)等。这些突变位点在ALK蛋白上分布的很分散,包括膜内D4区域、第一和第二MAM区域、激酶域以及C端区域。ALK基因拷贝数增加也在多个部位的肿瘤中都可发现,排在前三位的是妇科癌症如卵巢癌(41.8%)、子宫颈癌(22.22%)和子宫内膜癌(21.62%)。而ALK基因重排在这17种癌症中则出现的较少,其主要还是存在于肺癌中。在非小细胞肺癌患者中,有3-5%的人被发现有ALK融合基因。


研究发现,ALK融合基因的产生会使癌细胞对ALK抑制剂的敏感性大大提高。美国FDA在2013年和2014年分别批准了Crizotinib和Ceritinib两个ALK抑制剂用于治疗晚期或转移的NSCLC。然而,与EGFR抑制剂一样, ALK抑制剂也在部分患者中表现出了耐药性。其原因可能是由于一些继发的ALK突变或其他信号通路的激活。此外,一些ALK基因点突变也在细胞模型上被证实对ALK抑制剂敏感。如,H694R突变的H1299肺癌细胞对WHI-P154敏感;有G1128A、F1174L、R1192P或F1245C等突变的小鼠原B细胞Ba/F3表现出对Crizotinib的敏感,其IC50值均在nM级别;R1275Q突变的Ba/F3细胞对TAE684的IC50值为328nM;del2-3缺失突变的NB-1神经母细胞瘤细胞对TAE684的IC50值为13-57nM。


由于ALK抑制剂对ALK基因重排阳性的NSCLC患者具有较好的疗效,检测ALK基因的重排对于NSCLC的个性化治疗变得尤为必要。目前主要的检测方法有三种:荧光原位杂交(FISH)、免疫组织化学(IHC)和反转录—聚合酶链式反应(RT-PCR)。FISH法是美国FDA批准的用于Crizotinib治疗前检测ALK重排阳性的方法。其原理是设计两种带不同颜色荧光的探针分别标记ALK基因的两端,如果ALK基因发生重排(即ALK基因断裂),则可在显微镜下观察到两种颜色的分离信号,其优点是可以检测ALK重排的所有类型。现在应用此检测方法的临床试验均要求检测到的断裂在 15% 以上。FISH法的缺点是不能确定融合基因的类型。RT-PCR法的原理是根据想要检测的ALK融合基因类型设计好特异性引物,对样品RNA逆转录得到的cDNA进行荧光定量PCR。此方法相对于FISH法更灵敏且结果更清晰,但会受到石蜡包埋样本RNA降解的影响,且不能检测ALK未知融合的伙伴基因。此外,IHC法是从蛋白的水平进行检测,其做法简单,灵敏度依赖于抗体,可作为FISH检测前的初筛手段。


IHC:

ALK,clone:5A4.ALCL

目前市面上已有的ALK抗体有:

1.兔单抗,克隆号:

SP8——可以用于ALCL,但不可用于NSCLC ALK融合检测。

D5F3——CFDA注册,可用于NSCLC ALK融合检测,指南推荐克隆。


2.鼠单抗,克隆号:

ALK1——可以用于ALCL,但不可用于NSCLC ALK融合检测;

5A4——可用于NSCLC ALK融合检测,指南推荐克隆;

1A4——可用于NSCLC ALK融合检测,新克隆,效果佳。


参考文献:

[1] Ming N Y, Fong A Y, Leung H F, et al. A Pan-Cancer Review of ALK Mutations: Implications for Carcinogenesis and Therapy.[J]. Current Cancer Drug Targets, 2015, 15(999).

[2] 房姝, 潘志峰. ALK 基因在非小细胞肺癌中的研究进展[J]. 国际肿瘤学杂志, 2014, 41(8):592-594.

[3] 李霄, 刘冲, 李扬,等. FISH和RT-PCR法在ALK基因检测中的临床应用分析[J]. 临床与实验病理学杂志, 2014(9):1045-1047.

[4] 王燕, 于舒飞. 治疗肺癌新药crizotinib的药理作用和临床研究进展[J]. 中国新药杂志, 2011(17):1602-1607.




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