NF1 基因 “二次打击” 探秘：解析 1 型神经纤维瘤病癌症易感性

为探究 1 型神经纤维瘤病（NF1）正常组织中是否存在 “二次打击”，英国研究人员开展测序研究，发现 NF1 在正常组织中有二次突变且受正选择，有助于理解该疾病癌症表型。

　　

一、研究背景

在生命的微观世界里，癌症的发生机制一直是科学家们努力探索的谜题。对于隐性肿瘤易感综合征而言，一个等位基因在受精卵或早期胚胎发育时就发生突变，而第二个等位基因则会在后续的体细胞突变中失活，也就是所谓的 “二次打击”。按照常理，“二次打击” 会促使肿瘤形成，但奇怪的是，有些细胞即便存在双等位基因突变，却依然保持正常表型。就像在健康组织中也发现过致癌突变一样，正常组织中突变的发生情况及影响始终是个未解之谜。

1 型神经纤维瘤病（NF1）是一种复杂的多系统疾病，它会使患者更容易患上肿瘤。NF1 基因作为一种肿瘤抑制基因，编码神经纤维瘤蛋白，该蛋白能够负向调节细胞内 RAS/MAPK 信号通路。一旦 NF1 基因发生种系突变，就会引发 NF1。这种疾病的肿瘤表型多样，常影响神经 ectodermal 谱系，其他胚层来源的组织患癌风险也会增加。在 NF1 相关的肿瘤中，NF1 基因常常出现第二次突变，符合 Knudson 的 “二次打击” 假说。然而，NF1 患者正常组织中是否存在 “二次打击”，以及这种现象与疾病癌症表型的关系尚不明确，这也促使研究人员开展了此项研究。

二、研究概况

来自英国的研究人员针对 NF1 患者正常组织中是否存在 “二次打击” 这一问题展开研究。他们的研究成果发表在Nature Genetics上，为深入理解 NF1 的发病机制提供了重要依据。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。样本方面，收集了 3 名儿童（其中 1 名患有 NF1，2 名未患）的组织样本进行尸检研究，还收集了 9 名成年 NF1 患者手术切除的正常组织样本。在技术上，采用了全基因组测序（WGS）、全外显子测序（WES）以及针对 NF1 基因的双端测序技术。通过这些技术，对样本中的突变进行检测和分析，从而探究 NF1 在正常组织中的突变情况。

三、研究结果

1. 正常组织中的体细胞驱动变异：研究人员对大量组织样本进行 WGS、WES 分析，发现肿瘤组织和正常组织中均存在体细胞驱动变异。在两名非易感儿童的正常组织中，癌症相关突变较少；而在 NF1 患儿的正常组织中，发现了真正的体细胞 NF1 驱动点突变，这些突变可导致基因截断或具有潜在致癌性，且存在于解剖学上距离较远的中枢神经系统（CNS）区域，相关组织在宏观和微观上均表现正常。
2. NF1 基因的 LOH 分析：为了更全面地检测 NF1 突变，研究人员对 NF1 位点的杂合性缺失（LOH）进行分析。通过对染色体 17 单核苷酸多态性（SNP）进行分型，提高了检测等位基因变化的敏感性。在 NF1 患儿的正常组织中发现了 6 例 LOH 事件，部分 LOH 驱动的 NF1 null 克隆大小在 2% - 13% 之间，且与肿瘤无关。此外，还发现了一些来自其他胚层组织的微切割样本中，存在种系突变等位基因丢失的罕见情况。
3. 评估 NF1 突变的起源：研究人员进一步探究 NF1 突变是源于共同祖先还是独立发生。通过比较携带相同突变组织之间的全基因组共享突变数量，发现部分仅在脑部区域出现的 NF1 突变，其受累组织之间共享的突变数量显著多于未受累的脑部区域，表明可能存在共同祖先；而在脑部和脾脏均出现的突变（p.Y489C），与中枢神经系统和中胚层正常组织相比，共享突变情况不显著，说明其可能独立发生。
4. 正选择分析：为确定 NF1 非同义突变是否受到正选择，研究人员对 60 个正常组织样本进行 NF1 基因双端测序。结果显示，NF1 患儿正常组织中检测到较多的非同义 NF1 突变，计算得到的 dN/dS 比值有力地证明了 NF1 截短变异在正常组织中受到正选择，且脾脏中的截短变异比例较高，dN/dS 比值也最高。在成年 NF1 患者的正常外周神经中，同样发现了大量的 NF1 截短突变，也表明存在正选择。

四、研究结论与意义

研究表明，在 NF1 患者的正常组织中，普遍存在独立的 NF1 “二次打击”。多项证据表明，NF1 的非同义体细胞二次突变在正常组织中受到选择。虽然 NF1 广泛表达，但 NF1 相关肿瘤却倾向于发生在神经 ectodermal 谱系，这与研究中发现的 NF1 “二次打击” 的分布情况相符。不过，研究中发现的突变遍布中枢神经系统，而 NF1 患儿的大多数脑肿瘤却局限于视神经通路和脑干，这意味着该研究结果只能部分解释 NF1 相关的癌症表型。

尽管年龄、NF1 基因大小等因素可能会影响突变数量，但研究模型已排除这些因素的干扰，所以观察到的信号是由于对 “二次打击” 的选择压力所致。这一发现揭示了 NF1 突变在 NF1 疾病中的一个基本原理，即双等位基因 NF1 缺失通常不会立即导致肿瘤形成。从临床角度来看，正常组织中 NF1 “二次打击” 的程度可能是连接种系基因型和癌症风险的可量化指标。在更广泛的隐性癌症易感性研究领域，该研究成果呼吁开展系统性调查，以确定 “二次打击” 在其他隐性癌症易感性综合征中的发生情况。这不仅有助于深入理解癌症的发生机制，还可能为癌症的早期诊断和预防提供新的思路和方向。