廖健宏，秦瓊

首都醫(yī)科大學(xué)1第八臨床醫(yī)學(xué)院2016級(jí)五年制臨床醫(yī)學(xué)系，2基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)系，北京 100069

骨肉瘤（osteosarcoma，OS）是青少年與兒童最常發(fā)生的原發(fā)性惡性骨腫瘤，以產(chǎn)生骨樣基質(zhì)細(xì)胞為特征，在形態(tài)學(xué)很難區(qū)分腫瘤細(xì)胞與間充質(zhì)[1]。世界衛(wèi)生組織按照腫瘤發(fā)展程度對(duì)骨腫瘤進(jìn)行生物學(xué)分類，將腫瘤分為良性、中性、惡性，不同的分類往往決定了患者的預(yù)后差異。OS可發(fā)生在不同年齡，常發(fā)生于20歲以下的青少年或兒童（0～14歲發(fā)生率約為3.2/1 000 000），男女比例約為1.4∶1[2-3]。目前針對(duì)OS的治療方式主要為手術(shù)治療、化療與放療。OS患者生存率因發(fā)生部位和疾病階段不同而有所差異，非轉(zhuǎn)移患者的生存率為65%～70%，而轉(zhuǎn)移患者（最常見的是肺實(shí)質(zhì)和遠(yuǎn)處的骨骼部位）的生存率僅為19%～30%[4-5]。OS病因至今未明，但很多影響OS發(fā)生的危險(xiǎn)因素已得到證明。本文就近年來與OS發(fā)生相關(guān)的危險(xiǎn)因素研究成果作一綜述，為OS的預(yù)防、診斷與治療進(jìn)展提供理論思路。

1 影響OS發(fā)病的因素

OS通常發(fā)生在青少年的四肢長(zhǎng)骨干骺處，在美國(guó)1958—2003年的11 961例OS病例數(shù)據(jù)中，發(fā)生在下肢長(zhǎng)骨的比例達(dá)到了57.6%，其次為上肢長(zhǎng)骨、骨盆、頭面部、下頜部、胸部、脊柱、下肢短骨與上肢短骨[6]。目前OS病因仍未明確，研究證實(shí)其發(fā)病與基因、年齡、性別、出生體重、Paget病、輻射與病毒感染等有一定關(guān)聯(lián)。

1.1 基因及染色體穩(wěn)定性

原癌基因的過表達(dá)與抑癌基因的失活是腫瘤發(fā)生的根本原因。OS的發(fā)生與相關(guān)基因[原癌基因如CAK激酶組配因子1（menage a trois 1，MAT1）、c-myc、表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）等；抑癌基因如E3泛素蛋白連接酶1（HECT domain and ankyrin repeat containing E3 ubiquitin protein ligase 1，HACE1）、p53、磷酸酶和張力蛋白同源基因（phosphatase and tensin homolog，PTEN）等[7-12]及因子如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）[13]、環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）[14]，以及相關(guān)信號(hào)通路如磷脂酰肌醇-3-羥激酶（phosphatidylinositol 3-hydroxy kinase，PI3K）/蛋白激酶 B（protein kinase B，PKB，又 稱 AKT）、WNT/β-catenin、NOTCH等][15-17]有著十分密切的關(guān)系。一些由基因改變引起的疾病如Li-Fraumeni綜合征[18-19]、家族性腺瘤息肉[20-21]、Werner綜合征[22-23]、Ⅰ型神經(jīng)纖維瘤[24-25]、免疫缺陷伴腺苷脫氨酶缺乏癥[26]，常通過改變軟組織或成骨各成分含量等方式提高OS發(fā)生率。研究發(fā)現(xiàn)，流式細(xì)胞儀檢測(cè)的47例原發(fā)OS患者中，OS體細(xì)胞基因組為高度非整倍體，其中有45例非二倍體，8例四倍體，呈現(xiàn)高度遺傳異質(zhì)性與復(fù)雜性[27]。小兒OS是小兒癌癥中基因結(jié)構(gòu)變異率最高的腫瘤，包括TP53、視網(wǎng)膜細(xì)胞瘤基因1（RB transcriptional corepressor 1，RB1）、包含 WW域的氧化還原酶（WW domain containing oxidoreductase，WWOX）等抑癌基因存在于染色體的“脆弱區(qū)域”，該區(qū)域的突變率提高，拷貝數(shù)與結(jié)構(gòu)發(fā)生變異使尋找驅(qū)動(dòng)基因與有效的靶向治療變得十分困難[28-29]。多倍體與染色體不穩(wěn)定性增加經(jīng)常同時(shí)發(fā)生在腫瘤組織中，多倍體常常會(huì)增加染色體的不穩(wěn)定性，可能導(dǎo)致放化療藥物的抵抗，從而影響OS患者的預(yù)后[29-30]。在轉(zhuǎn)移患者中突變積累與基因不穩(wěn)定性更加明顯，轉(zhuǎn)移患者的平均非同義突變率（尤其是基因缺失如TP53與RUNX1）與結(jié)構(gòu)變異率明顯高于非轉(zhuǎn)移患者，此外在外顯子區(qū)域的突變少于非同義突變，可能提示非同義突變?cè)贠S轉(zhuǎn)移中更為重要[31]。Phillips等[32]對(duì)1000只蘇格蘭獵犬模擬OS傳播情況，結(jié)果顯示遺傳可能性達(dá)到69%，提示OS具有遺傳風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于家族中有OS患者的青少年作為高危對(duì)象應(yīng)及時(shí)診斷檢查。

1.2 年齡與性別

盡管OS可發(fā)生在任何年齡，但其存在一定規(guī)律，10～19歲的男性更易患OS。根據(jù)2018年美國(guó)監(jiān)測(cè)、流行病學(xué)和最終結(jié)果（Surveillance，Epidemiology，and End Result，SEER）數(shù)據(jù)庫(kù)的調(diào)查，OS與尤文肉瘤最常見于青少年與兒童，小于20歲的人群發(fā)病率明顯高于其他年齡段。同時(shí)OS的發(fā)生呈現(xiàn)明顯的雙峰分布，第一個(gè)高峰10～19歲可能與青春期骨骼突增有關(guān)[33]；第二個(gè)發(fā)病高峰出現(xiàn)在大于65歲，常與OS轉(zhuǎn)移和Paget病有關(guān)[34-35]（圖1）。在發(fā)病高峰中，男性比女性更容易患OS[36]。同時(shí)，SEER的數(shù)據(jù)也顯示不論任何人種，男性的發(fā)病率與病死率均明顯高于女性，這或許與青少年時(shí)期男性骨骼的平均生長(zhǎng)速度快于女性有關(guān)。不僅如此，女性的預(yù)后生存時(shí)間明顯長(zhǎng)于男性，并且復(fù)發(fā)率更低[37]。大量證據(jù)證明對(duì)化療敏感的腫瘤中，青少年預(yù)后較兒童差，而其中差距主要表現(xiàn)在男性青少年。研究發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞數(shù)的差別使同樣劑量的阿霉素在男性體內(nèi)清除更快，可能部分解釋了藥物對(duì)男性與女性O(shè)S患者生存率產(chǎn)生的不同影響[38-39]。OS發(fā)病率呈現(xiàn)雙峰現(xiàn)象以及存在性別差異的具體原因尚未明了，有研究認(rèn)為可能與年輕患者有相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的診療而缺乏針對(duì)老年患者的診療規(guī)范有關(guān)[40-43]。一項(xiàng)針對(duì)高齡患者的研究結(jié)果顯示對(duì)50歲以上患者進(jìn)行手術(shù)切除和化療有利于延長(zhǎng)患者的生存時(shí)間[44]。因此對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)人群進(jìn)行早期篩查能盡早發(fā)現(xiàn)疾病并采取規(guī)范化診療措施以改善患者預(yù)后。

圖1 OS發(fā)病年齡段比例

1.3 身高與出生體重

盡管出生體重與OS之間的關(guān)系在之前的一些研究中被否定[45-46]，但最近越來越多的證據(jù)說明出生體重及身高與OS的發(fā)生存在聯(lián)系。一項(xiàng)涉及2796個(gè)病例的薈萃分析發(fā)現(xiàn)高出生體重增加了骨腫瘤發(fā)生的比值比（odds ratio，OR）值，其中OS的OR值達(dá)到了1.22[47]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)兒童和青年OS患者的平均身高大約在相應(yīng)年齡段人群的60%處，比該年齡段的中位身高高2～3 cm[48]。在患有OS的患者中，類似的關(guān)聯(lián)已得到充分證明。Arora等[48]對(duì)千余例樣本進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)較高身高（51%～89%）與非常高身高（≥90%）以及出生體重（＞4046 g）對(duì)OS的發(fā)生有重要意義[49]。出生體重增加還與診斷時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的可能性增加相關(guān)，每增加200 g出生體重使轉(zhuǎn)移率達(dá)到1.11倍[50]。

1.4 激素

激素異?？蓪?dǎo)致疾病的發(fā)生，已經(jīng)有大量證據(jù)證明性激素是調(diào)節(jié)骨發(fā)育與代謝的主要因子[51-52]。OS男性高峰（15～19歲）明顯晚于女性高峰（10～14歲）[53]，這種年齡高峰的差異可能代表了不同性別之間生長(zhǎng)高峰的激素差異。另一項(xiàng)研究證實(shí)甲狀旁腺激素在OS組織中過表達(dá)激活下游的環(huán)磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2（extracellular regulated protein kinases 1/2，ERK1/2）以及形成甲狀旁腺激素/甲狀旁腺激素受體1（parathyroid hormone/parathyroid hormone receptor 1，PTH/PTHR1）復(fù)合物，共同誘導(dǎo)Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2（Runt-related transcription factor 2，RUNX2）的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，最終使細(xì)胞運(yùn)動(dòng)與增殖能力增加，且分化減弱，從而刺激了OS的發(fā)展[54]。同時(shí)另一項(xiàng)藥物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了PTHR1的低表達(dá)能夠減少OS細(xì)胞的侵襲、黏附、增殖和遷移[55]。

1.5 其他因素

患其他腫瘤及治療過程中接受輻射、化學(xué)制劑，病毒感染等其他因素也被證實(shí)與OS的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)＜20歲的患視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤與Ewing肉瘤的患者常會(huì)繼發(fā)OS，前者繼發(fā)的第二腫瘤中有1/3為OS，其發(fā)生率與照射量和烷化劑使用呈正相關(guān)，而與年齡呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)每次照射量小于10 Gy時(shí)骨腫瘤的發(fā)生率增高則不明顯[56-58]。也有相關(guān)病例報(bào)告髓母細(xì)胞瘤、生殖細(xì)胞瘤與間變性星形細(xì)胞瘤放療后出現(xiàn)OS的并發(fā)癥[59-60]。氟是眾多化工產(chǎn)品的重要原料之一，特別是在口腔健康方面，而長(zhǎng)期暴露于氟化物中與多種疾病的發(fā)生相關(guān)[61-62]。Bassin等[63]曾提出飲用含氟的水與OS發(fā)生相關(guān)，不過在隨后的研究中，氟是否與OS的發(fā)生相關(guān)仍存在不同意見。另外，很多病毒被證實(shí)促進(jìn)了腫瘤的發(fā)生。EB病毒與人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）患者的平滑肌肉瘤發(fā)生有關(guān)，提高了患OS的概率[64-65]。

2 小結(jié)

OS雖較為罕見，但其發(fā)展速度快，易在體內(nèi)轉(zhuǎn)移，在患者治療與隨訪過程中發(fā)生轉(zhuǎn)移的患者也達(dá)到了30%～40%[66]，使OS患者很難獲得根本的治療。20世紀(jì)70年代新輔助化療的臨床應(yīng)用雖顯著改善了患者的生存率，但由于化療藥物的嚴(yán)重耐藥性與交叉耐藥，以至于近30年生存率沒有明顯的改善。近年來，隨著基因芯片與蛋白芯片的逐漸發(fā)展，人們對(duì)OS的發(fā)生機(jī)制、病理改變、生理機(jī)制以及生物學(xué)通路有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，揭示如PI3KAKT-雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，MTOR）、WNT/β-catenin、NOTCH 等相關(guān)通路在OS中的病理改變，為早期診斷與靶向治療提供理論基礎(chǔ)。同時(shí)新思路的提出也將帶來新的治療方法，如斑疹傷寒病毒A1-R[67-68]被發(fā)現(xiàn)可恢復(fù)OS細(xì)胞正常。

作為兒童與青少年最常見的惡性骨腫瘤，OS的發(fā)生往往是多因素作用的結(jié)果，如Paget病與家族性腺息肉，提示其之間相互存在某些共同的發(fā)病機(jī)制尚需進(jìn)一步探索研究。關(guān)于OS的發(fā)病因素研究并非只是探索疾病發(fā)生的原因，更是在于如何讓兒童與青少年能夠避免或預(yù)防OS的發(fā)生與發(fā)展。