[导读] 编译整理:强子
临床病理诊断工作中,免疫组化p53检测应该是一个适用范围比较广的指标。值得注意的是,随着研究的深入,目前已发现这一标记的免疫组化结果并非简单的阴性、阳性,而是可能与潜在的突变状态有关。美国病理专家Bellizzi曾在免疫组化相关专业刊物《Appl Immunohistochem Mol Morphol》发表综述,详尽介绍了这一标记的某些相关知识点。为帮助大家更好的了解和掌握,我们将该文要点编译介绍如下。
P53的功能
1979年就已经发现了p53基因,1992年参与发现该基因的研究者之一将其戏称为“基因组卫士”。简单来说,p53是一种转录因子,与至少100个靶点相互作用。在细胞损伤的情况下,野生型p53蓄积,(直接或间接的)促进周期依赖激酶抑制剂、DNA修复蛋白、促凋亡蛋白的表达。P53抑制肿瘤蛋白的表达,如c-Myc、CDK4、BCL-2。总之p53促进细胞周期阻滞、为DNA修复提供机会;如果不能修复,则细胞进入凋亡、或变为静息状态。
P53功能缺失可视为“癌的标志”,会导致细胞对生长抑制信号不敏感,出现不受控制的复制潜能,并显著促进遗传学不稳定性。P53受E3泛素连接酶MDM2和MDM4的直接抑制。
TP53/p53的结构
TP53基因由11个外显子构成,从N末端到C末端依次编码2个反式调控激活结构域、1个富于脯氨酸的结构域、DNA结合结构域、铰链区、低聚结构域(AKA四聚体化)、C末端结构域。第二个反式调控激活结构域是泛素化的部位;DNA结合结构域对应98-298号氨基酸所在位置,是突变的主要位置。TP53突变大部分(80%)都发生于DNA结合结构域,但也可见于反式激活结构域和低聚结构域。
突变谱系及对功能的影响
并非所有的TP53突变都是机会平等的,涉及反式激活结构域和低聚结构域的突变所致表型后果不是那么严重,部分仍保留p53的抑制肿瘤功能。这类突变也叫“功能缺失”。不过,DNA结合结构域的突变则不仅导致功能缺失,大部分还会导致“结构域阴性”效应,且部分或导致“功能获得”。
P53是以四聚体的形式发挥功能,如果1个等位基因突变、其他完好,则显性失活突变(dominant-negative mutant)蛋白还会结合于野生型蛋白,且功能上处于失活状态。部分DNA结合结构域的突变(如R175H、R248Q)导致功能获得,此时结合并激活特殊转录因子,并有促癌作用。
P53中八个热点突变区域都位于DNA结合结构域,约占所有TP53突变的30%。其中7个发生于容易自发脱氨的5-甲基胞嘧啶位点,导致胞嘧啶(C)转变为胸腺嘧啶(T)。这些碱基高度保守,说明其功能非常重要。
不同癌种中TP53突变的几率
TP53是癌中最常见的突变基因,对所有肿瘤来说,其突变几率高达50%;当然,部分瘤种的突变几率约为100%,而有些瘤种则罕见突变。按照TP53突变几率从高到低,基本顺序为小细胞肺癌、皮肤非黑色素瘤的癌、卵巢癌(尤其浆液性癌)、结直肠癌、胃和食管的癌、子宫肉瘤(尤其平滑肌肉瘤和子宫未分化肉瘤)、胰腺癌(尤其导管腺癌)、小肠的癌、头颈部癌(如鳞状细胞癌)、非小细胞的肺癌、膀胱癌。
从TP53突变肿瘤的瘤种如此众多,也可以想象p53免疫组化在诊断中会有广泛应用。具体突变的类型来说,错义、移码、无义突变的几率分别为60-75%、25%、15%。突变类型的不同,对应p53免疫组化表达模式的不同:错义突变一般表现为p53蛋白的蓄积,因此为强阳性着色;而移码突变、无义突变和剪接位点的突变则可导致完全不着色的“null”型结果。
TP53第二等位基因的状态、对免疫组化p53的可能影响
TP53第二等位基因野生型时的TP53突变肿瘤中,野生型免疫组化染色结果是否会干扰对突变型染色的识别,这是一个困扰大家很久的问题。比如一个DNA结合结构域错义突变的肿瘤中,第二等位基因完整的情况下应该采用阳性阈值多少来判断p53强阳性着色?再比如,无义突变的肿瘤中,第二等位基因完整的情况下是否会无法识别出预料之中的完全不着色?这一疑惑一定程度上因下述事实而得到了消除:所有TP53突变有80%发生于DNA结合结构域,且这类失活型的情况绝大部分为野生型p53着色。
最近一项纳入癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库中32类不同类型、10225例肿瘤的研究发现,TP53突变肿瘤中91%以上的第二等位基因缺失是由于缺失、突变、拷贝数中性杂合缺失(neutral loss of heterozygosity)所致。这一研究中采用了外显子组测序和拷贝数数据。作者发现:TP53突变肿瘤中,66%会同时具有TP53拷贝数的缺失,10%具有2种独立的TP53突变,一般是颠换(in trans)突变。其余TP53单一突变的肿瘤中,尽管为明确的二倍体TP53拷贝数,但TP53变异等位基因比例平均数接近1.0,说明有突变等位基因的重复。鉴于绝大部分癌都会有野生型TP53等位基因的失活,且即使没有这一点、大部分突变也会表现出显著负性效应,因此本文原作者关注的“第二等位基因会干扰免疫组化p53解读”的问题已经基本没有什么可担心的了。
TP53突变及存活
作者通过开放权限分析了某前瞻性临床序列中的50种、25755例转移性肿瘤的相关数据,可以明确的是TP53突变对于预后具有不利影响:TP53野生型患者的总生存时间中位数为57个月,而TP53突变型患者的这一数据为28个月。
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参考文献
[1]Bellizzi AM. p53 as Exemplar Next-Generation Immunohistochemical Marker: A Molecularly Informed, Pattern-Based Approach, Methodological Considerations, and Pan-Cancer Diagnostic Applications. Appl Immunohistochem Mol Morphol. 2023;31(7):507-530.
doi:10.1097/PAI.0000000000001144
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