李 斌，朱海波，宋貴東，李儲忠，張亞卓，趙 澎

（1首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院神經(jīng)外科，2北京市神經(jīng)外科研究所，北京100050）

0 引言

膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)最常見的原發(fā)腦腫瘤，多呈惡性，大多數(shù)患者預后不良，是目前神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤領(lǐng)域內(nèi)的研究難點和熱點。傳統(tǒng)上，膠質(zhì)瘤主要通過形態(tài)學進行分類與分級。近年來，由于精準醫(yī)療的迅速發(fā)展，不同學科領(lǐng)域交叉融合，國內(nèi)外對于膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展所涉及的分子機制的研究越來越廣泛和深入。這有助于對不同分型、不同部位、不同級別的腦膠質(zhì)瘤患者進行個體化精準治療，提高患者的預后，達到最佳的治療效果［1］。腦膠質(zhì)瘤的分子標志物及所涉及的信號通路有很多，如：異檸檬酸脫氫酶（isocitrate dehydrogenase， IDH）突變、O6-甲基鳥嘌呤DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（O6-methylguanine DNA-transferase，MGMT）啟動子甲基化、染色體1p／19q缺失、表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）擴增、端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（telomerase reverse transeriptase， TERT）基因啟動子（TERTp）突變、H3F3A突變、Notch通路、miRNAs等。經(jīng)研究，這些標志物及信號轉(zhuǎn)導通路等參與了膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展，對膠質(zhì)瘤的增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲等具有明顯影響，可作為臨床腦膠質(zhì)瘤潛在的分子治療靶點。

雖然針對膠質(zhì)瘤精準治療國內(nèi)外的研究有很多，但大多數(shù)研究只涉及到了某幾個分子標志物或信號通路，而膠質(zhì)瘤發(fā)生、發(fā)展所涉及的分子機制不可能是單一的，所以有必要對目前所研究的分子機制進行綜合分析，這不僅有助于進一步全面了解膠質(zhì)瘤的分子生物學特征，而且更有利于膠質(zhì)瘤的精準治療，對臨床應(yīng)用具有深遠的意義。

1 EGFR相關(guān)研究

EGFR廣泛分布于哺乳動物上皮細胞、成纖維細胞、膠質(zhì)細胞、角質(zhì)細胞等細胞表面，EGFR信號通路對細胞的生長、增殖和分化等生理過程發(fā)揮著重要的作用。研究［2］表明在許多實體腫瘤中存在EGFR的高表達或異常表達。EGFR與腫瘤細胞的增殖、血管生成、腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移及細胞凋亡的抑制有關(guān)，所涉及的機制有很多，而且研究發(fā)現(xiàn)在膠質(zhì)瘤標本中有很多分子標志物影響EGFR的表達，從而對膠質(zhì)瘤細胞的生物學行為產(chǎn)生影響。如CRNDE的異常表達可通過影響EGFR的表達來調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤細胞的活性［3］。而表皮生長因子樣結(jié)構(gòu)域7（epidermalgrowth factorlike domain-containingprotein 7， EGFL7）作為 EGFR的一種細胞間信號信使在膠質(zhì)瘤中起著致癌作用［4］。同時，很多學者將EGFR作為膠質(zhì)瘤的治療靶點進行研究［5］。 此外，有研究［6］發(fā)現(xiàn) EGFR 抑制劑可提高高級別腦膠質(zhì)瘤對放療的敏感性。EGFR影響膠質(zhì)瘤生物學行為具體機制的最新研究主要有：EGFR／c-myc軸、EGFR-MMP-2反饋回路、mir-373／EGFR軸等。

1.1 EGFR／c-myc軸c-myc基因是 myc基因家族的重要成員之一，c-myc基因是一種可使細胞無限增殖，促進細胞分裂的基因，與多種腫瘤發(fā)生、發(fā)展有關(guān)。相關(guān)研究［7］表明，c-myc在糖酵解中起重要作用，c-Myc轉(zhuǎn)錄抑制 IDH1-AS1，而IDH1-AS1的沉默促進腫瘤細胞增殖和轉(zhuǎn)移。研究［8］發(fā)現(xiàn)，EGFR／cmyc軸在膠質(zhì)瘤中通過表觀遺傳沉默miR-524來調(diào)節(jié)TGFβ／Hippo／Notch途徑。該研究建立了 EGFR／EGFRvIII-miR-524相互抑制環(huán)模型，并證實miR-524可能是膠質(zhì)瘤中的一種生物學標記物。這有助于我們進一步研究膠質(zhì)瘤發(fā)展過程的分子機制。

1.2 EGFR-MMP-2反饋回路基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）家族參與細胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）的破壞，在正常的生理過程如胚胎發(fā)育、繁殖、組織重塑，以及在某些疾病過程中如關(guān)節(jié)炎和腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用。有研究［9］表明，Migfilin蛋白通過 EGFR介導的磷脂酶 C-γ和STAT3蛋白信號通路促進人類膠質(zhì)瘤的遷移和侵襲。Migfilin存在于人腦膠質(zhì)瘤中，通過EGFR途徑增強腫瘤細胞的運動能力。研究人員［10］發(fā)現(xiàn)，Migfilin誘導的EGFR磷酸化可被MMP-2抑制劑（GM6001）或siRNA大大降低，而Migfilin誘導的MMP-2活化也可被EGFR抑制劑（AG1478）或siRNA阻斷。這些結(jié)果表明Migfilin通過驅(qū)動EGFR-MMP-2反饋回路是增強膠質(zhì)瘤細胞運動的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，并且可以被認為是腦膠質(zhì)瘤潛在的治療靶點。

1.3 MiR-373／EGFR 軸有研究［11］表明，長鏈非編碼RNA HOXA-AS2可通過MiR-373／EGFR軸調(diào)節(jié)惡性腦膠質(zhì)瘤的生物學行為和血管生成擬態(tài)的形成。該研究發(fā)現(xiàn)HOXA-AS2在腦膠質(zhì)瘤樣本和膠質(zhì)瘤細胞中表達上調(diào)，且與血管生成擬態(tài)（vasculogenic mimicry，VM）呈正相關(guān)。敲低 HOXA-AS2會減弱膠質(zhì)瘤細胞的活力、遷移、侵襲和VM形成，并抑制血管內(nèi)皮細胞鈣黏蛋白（VE-cadherin）的表達，同時抑制MMP-2和MMP-9的活性。在惡性膠質(zhì)母細胞瘤樣本和細胞系中，miR-373被抑制，而 HOXA-AS2與miR-373結(jié)合并負調(diào)節(jié)其表達。以 miR-373為靶點的EGFR能夠上調(diào)VE-cadherin的表達水平和MMP-2、MMP-9的活性。因此，敲低HOXA-AS2結(jié)合miR-373過表達可達到最佳的腫瘤抑制效果以及產(chǎn)生最低的體內(nèi)VM密度。

2 IDH突變

IDH是三羧酸循環(huán)的限速酶，在能量代謝、氨基酸和維生素合成中扮演重要角色。近年來，在腦膠質(zhì)瘤的研究中發(fā)現(xiàn)IDH突變對腦膠質(zhì)瘤的發(fā)生和發(fā)展均有影響。Berghoff教授團隊［12］發(fā)現(xiàn)IDH突變會影響彌漫性膠質(zhì)瘤的免疫腫瘤微環(huán)境，IDH突變型神經(jīng)膠質(zhì)瘤比IDH野生型具有更顯著的TIL浸潤和更高的PD-L1表達。從機制上講，這可能是由于PD-L1基因啟動子甲基化水平的不同。這給我們對腦膠質(zhì)瘤的免疫調(diào)節(jié)治療帶來了新思路。

2.1 IDH突變與TERTp突變TERT是細胞內(nèi)一種與癌變密切相關(guān)的逆轉(zhuǎn)錄酶，有研究［13］表明，TERTp突變與IDH突變相互作用，影響膠質(zhì)瘤患者的預后。該研究證實，在WHOⅡ和Ⅲ級腫瘤中，相同分級的膠質(zhì)瘤和相同的IDH突變狀態(tài)下，TERTp突變對膠質(zhì)瘤患者的預后有明顯影響。Eckel-Passow教授團隊［14］基于腫瘤中 1p／19q、IDH 和 TERTp 突變，根據(jù)3種腫瘤標志物將膠質(zhì)瘤分成五個組。這些組的患者具有不同的發(fā)病年齡和總生存期，這意味著它們具有不同的發(fā)病機制。相關(guān)研究［15］表明，在原發(fā)性、復發(fā)性膠質(zhì)瘤中，1p／19q、IDH 和 TERTp突變比WHO分級系統(tǒng)穩(wěn)定得多，并且這些指標可作為神經(jīng)膠質(zhì)瘤分類中組織病理學標準的重要輔助。

3 Notch信號通路

Notch基因編碼一類高度保守的細胞表面受體，它們調(diào)節(jié)多種生物細胞的發(fā)育。Notch信號影響細胞正常形態(tài)發(fā)生的多個過程，包括細胞分化、凋亡、增殖等。有研究［16］驗證，Notch1在膠質(zhì)母細胞瘤中明顯活化，并通過NF-κB（p65）途徑促進膠質(zhì)瘤細胞存活。這一發(fā)現(xiàn)有助于將圍繞Notch1的靶向治療方案推向臨床試驗。

3.1 Notch信號通路抑制劑國內(nèi)外很多學者針對Notch信號通路抑制劑進行了很多研究。有研究［17］發(fā)現(xiàn)，γ-分泌酶抑制劑RO4929097通過抑制Notch通路，具有抗腫瘤血管生成的作用，同時RO4929097聯(lián)合替莫唑胺化療及放療可使膠質(zhì)瘤細胞增殖及腫瘤血管生成顯著降低。Taylor教授團隊［18］發(fā)現(xiàn)，彌漫內(nèi)生型腦橋膠質(zhì)瘤（diffuse intrinsic pontine glioma，DIPG）表達高水平的Notch受體、配體和下游效應(yīng)物，而γ-分泌酶抑制劑MRK003可通過抑制Notch效應(yīng)分子，抑制DIPG細胞增長，并誘導細胞凋亡。膠質(zhì)瘤干細胞（glioma stem cells，GSCs）在膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展過程中起著至關(guān)重要的作用，這表明GSCs是潛在的治療靶點。有研究［19］通過驗證33種膠質(zhì)瘤干細胞株中126種蛋白質(zhì)的表達，發(fā)現(xiàn)一部分新的蛋白質(zhì)靶標，推測這些蛋白質(zhì)可用于膠質(zhì)母細胞瘤（glioblastoma，GBM）的靶向治療。而 Notch信號通路對 GSCs的功能起著關(guān)鍵作用，這意味著抑制Notch通路可能是GSCs靶向治療的有效策略。相關(guān)研究［20］發(fā)現(xiàn)，天然化合物 Alpinetin可以抑制 GSCs的增殖和侵襲，并誘導GSCs的凋亡。免疫印跡分析和螢光素酶測定顯示Notch信號被Alpinetin抑制，并且在動物模型中進一步證實了Alpinetin的抗腫瘤活性。

4 MiRNA研究

MiRNAs是可以擔任抑癌基因或癌基因，與腫瘤的惡性進展有著密切的聯(lián)系。研究［21］發(fā)現(xiàn)，miRNA-320a可抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的侵襲和遷移。在該研究中發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤患者的miRNA-320a水平顯著降低，并且miRNA-320a表達水平升高與預后有關(guān)。這提示miRNA-320a可以作為膠質(zhì)瘤手術(shù)和治療策略的有效治療靶標。除了miRNA-320a，miRNA-320c的下調(diào)也會促進腫瘤生長和轉(zhuǎn)移，并可預測腦膠質(zhì)瘤的不良預后［22］。

同時有研究［23］發(fā)現(xiàn) miRNA-451可通過下調(diào)葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白1來抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的增殖和侵襲。此外，有研究［24］表明miRNA-485-5p也是膠質(zhì)瘤腫瘤發(fā)生的抑制因子。MiRNA除了抑制膠質(zhì)瘤的增殖和侵襲，也可促進膠質(zhì)瘤細胞的凋亡，如miR-98通過抑制IKBKE／NF-κB通路促進神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞的細胞凋亡［25］。除了miRNA對膠質(zhì)瘤具有抑制效果，有研究［26］還發(fā)現(xiàn)，RNA干擾可逆轉(zhuǎn)人腦膠質(zhì)瘤多耐藥性，從而提高某些藥物對膠質(zhì)瘤的治療效果。相關(guān)研究［27］證實，通過特殊材質(zhì)包裹的MDR1 siRNA靶向轉(zhuǎn)染膠質(zhì)母細胞瘤細胞系后，MDR1在RNA和蛋白水平的表達都下降，增加了對體外化療的敏感性。

5 分子標志物在臨床中的應(yīng)用

雖然對腦膠質(zhì)瘤分子標志物及信號通路的研究多數(shù)仍處在體外實驗驗證階段，但有一些分子標志物已經(jīng)應(yīng)用于腦膠質(zhì)瘤的臨床診治中。2016年世界衛(wèi)生組織更新了膠質(zhì)瘤的分類依據(jù)，新的腦膠質(zhì)瘤分類考慮了IDH突變、1p／19p突變和 TERTp突變等［28］。EGFR是膠質(zhì)瘤合理的治療靶點，替莫唑胺作為EGFR的拮抗劑已用于腦膠質(zhì)瘤患者的治療，但是由于存在血腦屏障和腫瘤滲透性差的特點，其效果受到了很大影響，有研究［29］通過臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，評估了替莫唑胺治療低級別腦膠質(zhì)瘤患者的危險因素及效果。

6 結(jié)語

總結(jié)以上研究成果，我們推測膠質(zhì)瘤的發(fā)生與發(fā)展是由于IDH、TERTp等基因突變，通過調(diào)節(jié)EGFR、Notch等信號通路影響膠質(zhì)瘤細胞的增殖、遷移及侵襲能力，而有很多miRNA是可以抑制這一過程的。但我們必須明確的是，膠質(zhì)瘤的發(fā)生、發(fā)展不可能是單一分子機制所調(diào)節(jié)的，一定是涉及了多個分子、多條通路。隨著精準治療的推行，對于腦膠質(zhì)瘤的研究會更加廣泛，我們期望會有更詳細、更全面的分子機制得以闡明，盡早將腦膠質(zhì)瘤的靶向精準治療應(yīng)用于臨床，提高膠質(zhì)瘤患者的預后，使膠質(zhì)瘤患者的生存率以及生活質(zhì)量最終得以改善。