KIAA1549-BRAF

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KIAA1549-BRAF 是一种在小儿低级别胶质瘤(pLGG),特别是毛细胞星形细胞瘤 (Pilocytic Astrocytoma, PA) 中最常见的致癌融合基因。该融合通常由 7 号染色体长臂上的 2Mb 串联重复 (Tandem Duplication) 事件产生,而非典型的染色体易位。在分子层面,该变异导致 BRAF 激酶丢失了其 N 端的 CR1 自动抑制结构域,并与未知的 KIAA1549 蛋白 N 端融合。这种融合蛋白不仅具有组成性的激酶活性,且通过形成组成性二聚体来激活 MAPK 通路。临床上,KIAA1549-BRAF 融合对第一代 BRAF 抑制剂(如维莫非尼)存在天然的矛盾性激活风险,可能加速肿瘤生长,目前的标准靶向治疗主要依赖 MEK抑制剂 或新型 Pan-RAF抑制剂

KIAA1549-BRAF
Oncogenic Fusion Protein (点击展开)
                   [Image:KIAA1549_BRAF_fusion_domain_structure.png|100px|KIAA1549-BRAF 融合蛋白结构域]
MAPK 通路激活 / pLGG 驱动
融合基因 KIAA1549 :: BRAF
变异机制 串联重复 (Tandem Duplication)
染色体位置 7q34
常见断点 K16-B9, K15-B9, K16-B11
结构特征 BRAF N端(CR1)丢失
保留 Kinase Domain
激活模式 组成性二聚化
相关疾病 毛细胞星形细胞瘤 (~70%)
敏感药物 MEK抑制剂 (司美替尼)
Pan-RAF抑制剂 (托沃拉非尼)
禁忌药物 维莫非尼 (Paradoxical Activation)
检测方法 FISH, RNA-seq, RT-PCR

分子机制:丢失“刹车”的激酶

KIAA1549-BRAF 的致癌机制与其结构域的重组密切相关,它不同于 V600E 的点突变激活。

  • 串联重复与融合 (Tandem Duplication):
    KIAA1549 和 BRAF 基因均位于 7q34,且转录方向一致。一段约 2Mb 的基因组区域发生串联重复,导致 KIAA1549 的 5' 端与 BRAF 的 3' 端融合。这保留了 BRAF 的 C 端激酶结构域,但切掉了其 N 端的 CR1 结构域(包含 RAS 结合域 RBD)。
  • 自动抑制解除与二聚化:
    正常 BRAF 的 N 端 CR1 结构域会折叠并抑制 C 端激酶活性(自动抑制)。融合蛋白丢失了这一“刹车”。更重要的是,KIAA1549 的 N 端序列促使融合蛋白形成稳定的同源二聚体。这种二聚化直接激活了 BRAF 激酶活性,无需上游 RAS 信号的输入,导致下游 MEK-ERK 通路的持续激活。
   [Image:KIAA1549_BRAF_tandem_duplication_mechanism.png|100px|7q34 串联重复与融合形成机制]

临床警示:维莫非尼的禁区

治疗策略的根本性差异

虽然同为 BRAF 激活变异,KIAA1549-BRAF 融合与 BRAF V600E 突变对药物的反应截然不同。

矛盾性激活 (Paradoxical Activation):
第一代 BRAF 抑制剂(如维莫非尼、达拉非尼)主要设计用于抑制单体形式的 V600E 突变。当这些药物结合到 KIAA1549-BRAF 二聚体的一个亚基时,会变构激活另一个亚基,导致 MAPK 信号不降反升,甚至加速肿瘤生长

正确选择:
对于 KIAA1549-BRAF 融合阳性患者,必须避免使用单药 V600E 抑制剂。首选策略是下游的 MEK抑制剂 或能够阻断二聚体的新型 Pan-RAF抑制剂

特征 BRAF V600E KIAA1549-BRAF 融合
激活构象 活性单体 (Active Monomer) 活性二聚体 (Constitutive Dimer)
主要瘤种 黑色素瘤, 多形性黄色星形细胞瘤 (PXA) 毛细胞星形细胞瘤 (PA), pLGG
维莫非尼反应 敏感 (有效抑制) 耐药 / 激活 (禁忌)
首选靶向药 BRAFi + MEKi MEKiPan-RAFi

前沿治疗:二聚体的终结者

针对融合驱动的 pLGG,药物研发已取得突破性进展。

  • Pan-RAF 抑制剂 (Type II):
    托沃拉非尼 (Tovorafenib/DAY101)。这类药物结合激酶的 DFG-out(非活性)构象,能够有效抑制二聚体形式的 BRAF,阻断 KIAA1549-BRAF 融合蛋白的活性,且不引起矛盾性激活。FIREFLY-1 临床试验显示其在复发性 pLGG 中具有显著疗效。
  • MEK 抑制剂:
    司美替尼 (Selumetinib) 和 曲美替尼 (Trametinib)。作为 MAPK 通路的下游关卡,直接抑制 MEK 可以有效阻断由上游融合蛋白传导的信号。目前已成为不能手术切除的 pLGG 的主要治疗选择。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Jones DT, Kocialkowski S, Liu L, et al. (2008). Tandem duplication producing a novel oncogenic BRAF fusion gene defines the majority of pilocytic astrocytomas. Cancer Research. 2008;68(21):8673-8677.
[学术点评]:发现之源。Pfister 团队首次鉴定出 KIAA1549-BRAF 融合基因是毛细胞星形细胞瘤的主要驱动因素,揭示了其通过串联重复而非易位形成的独特机制。

[2] Zhang J, Wu G, Miller CP, et al. (2013). Whole-genome sequencing identifies genetic alterations in pediatric low-grade gliomas. Nature Genetics. 2013;45(6):602-612.
[学术点评]:基因组图谱。St. Jude 儿童研究医院团队通过全基因组测序,全面定义了 pLGG 的突变图谱,确认 MAPK 通路激活是几乎所有 pLGG 的共同特征。

[3] Fangusaro J, Onar-Thomas A, Young Poussaint T, et al. (2019). Selumetinib in pediatric patients with BRAF-aberrant or neurofibromatosis type 1-associated recurrent, refractory, or progressive low-grade glioma: a multicenter phase 2 trial. The Lancet Oncology. 2019;20(7):1011-1022.
[学术点评]:临床突破。PBTC-029 试验证实了 MEK 抑制剂司美替尼在携带 KIAA1549-BRAF 融合的复发难治性 pLGG 中具有显著的临床活性,改变了该病的治疗标准。

           KIAA1549-BRAF · 知识图谱
相关疾病 毛细胞星形细胞瘤 (PA) • 毛黏液样星形细胞瘤 (PMA) • 儿童低级别胶质瘤
丢失结构 CR1 (保守区1) • RBD (RAS结合域) • CR2
治疗药物 司美替尼 (MEKi) • 托沃拉非尼 (Type II RAFi) • 卡铂/长春新碱
鉴别诊断 BRAF V600E (PXA/神经节胶质瘤) • NF1 (视路胶质瘤) • FGFR1 融合