李秋 王曉江 朱劍棟 張永 謝明祥★
髓母細(xì)胞瘤(Medulloblastoma MB)是兒童最常見的惡性腦瘤,在所有兒童中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤中約占20%。其年發(fā)病率在0.2~0.58/100 000 之間[1]。盡管積極治療,約12.8%的MB 患者死于該疾?。?]。即便生存下來,也常遺留嚴(yán)重后遺癥,包括認(rèn)知缺陷、內(nèi)分泌失調(diào)和腫瘤復(fù)發(fā)等,并導(dǎo)致不能完全獨(dú)立生存[3-5]。2016年世界衛(wèi)生組織(WHO)出版的《中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類》中提出[6]:MB 的組織學(xué)變異具有臨床應(yīng)用價(jià)值,其中一些組織學(xué)和遺傳變異顯著影響治療方案和預(yù)后。針對MB 這個(gè)發(fā)病率高、死亡率高的中樞腫瘤,本文將從MB 的四個(gè)遺傳(分子)群入手,綜述MB 治療進(jìn)展。
根據(jù)組織學(xué),MB 被分為三種主要的疾病類型:經(jīng)典型,結(jié)節(jié)/硬組織增生型(ND)和大細(xì)胞/間變型(LCA),其中ND 被認(rèn)為預(yù)后較好,而LCA 型預(yù)后較差。隨著基因表達(dá)譜、DNA 甲基化和基因組分析的進(jìn)展,MB 的分類在組織學(xué)和分子分類方案的結(jié)合方面產(chǎn)生了很大的概念性進(jìn)展。2016 版WHO 分類標(biāo)準(zhǔn)里MB 有四個(gè)分子群,分別為:WNT 群,SHH 群,Group 3 和Group 4。
WNT 群是最少見的分子群,約占所有MB 的10%[7]。男性和女性之間的發(fā)病率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,診斷時(shí)平均年齡10 歲[8]。雖然易發(fā)生原發(fā)性腫瘤出血[9],但該亞群腫瘤通常位于大腦中線,并且很少轉(zhuǎn)移和浸潤腦干[10],因而與其他分子群相比,該亞組患者有較好的預(yù)后,5年生存率約95%[11]。
Turcot 綜合征描述了原發(fā)性腦腫瘤并發(fā)多發(fā)性大腸腺瘤的情況。隨著家族性腺瘤性息肉病(FAP)和遺傳性非息肉病性結(jié)直腸癌(HNPCC)的遺傳學(xué)被闡明,越來越多的腦腫瘤與FAP 相關(guān)。FAP 是由APC 抑癌基因的滅活、種系突變引起的APC 蛋白功能的喪失,導(dǎo)致WNT 途徑效應(yīng)分子β-catenin 的核積聚,激活典型WNT/β-catenin 信號通路中的靶基因,從而導(dǎo)致腫瘤[12]。同理,WNT群MB 通常由CTNNB1 基因第3 外顯子的激活突變引起WNT 信號通路的激活,從而導(dǎo)致β 連環(huán)蛋白的核積聚,從而導(dǎo)致MB。研究表明與APC 致病性變異相關(guān)的髓母細(xì)胞瘤亞型具有良好的預(yù)后[13]。該亞群中的另一個(gè)常見突變是DDX3X 基因,該基因編碼一種可能的RNA 螺旋酶,調(diào)節(jié)染色體分離和細(xì)胞周期進(jìn)程[14]。細(xì)胞遺傳學(xué)上,6 號染色體單體是該群中常見的結(jié)構(gòu)改變。
研究表明WNT 群至少包括兩個(gè)亞型:WNTα(70%)和WNTβ(30%),大多數(shù)WNTα 患者是兒童,幾乎所有這些患者都有單體6 型改變;WNTβ患者主要是成年人,沒有單體6 型[15]。
SHH 群約占30%的病例,這類腫瘤患者的年齡呈雙峰分布,主要集中在5 歲以下及16 歲以上。男性預(yù)后較女性好,可能與轉(zhuǎn)錄激活子3(STAT3)有關(guān)[16]。SHH 群發(fā)現(xiàn)于小腦半球,這是該亞型獨(dú)有的位置[10,17]。轉(zhuǎn)移發(fā)生率不到25%,在MB 中,這些患者的預(yù)后是中等的,5年生存率約為75%[11]。
SHH 群的特征在于SHH 信號通路的異常激活,該信號通路激活的關(guān)系首先在Gorlin 綜合征患者中被發(fā)現(xiàn),這些患者基底細(xì)胞癌的發(fā)病率很高,易發(fā)生纖維增生性和結(jié)節(jié)性MBs(MBENs)[18]。Gorlin 綜合征主要是由PTCH1 腫瘤抑制基因突變引起,該基因編碼PTC1(SHH 細(xì)胞表面受體)。SHH 與PCT1 的結(jié)合激活了G 蛋白偶聯(lián)受體平滑化(SMO),從而從SUFU 的胞質(zhì)隔離中釋放GLI轉(zhuǎn)錄因子。這導(dǎo)致GLI 轉(zhuǎn)錄因子的核定位和靶基因的激活,包括那些參與細(xì)胞增殖的基因(如MYCN、CCND1),從而導(dǎo)致腫瘤[19]。因此通過抑制SMO 等過程從而阻斷SHH 信號途徑的靶向治療具有了可行性。TP53 突變經(jīng)常是與Li-Fraumeni syndrome 綜合征(LFS)相關(guān)的突變,大約在30%的兒童SHH-MBs 中可發(fā)現(xiàn),并且與極差的預(yù)后相關(guān)[20]。GPR161 種系突變也與兒童SHH-MBs 相關(guān)[21]。較為特別的發(fā)現(xiàn)是U1 snRNA 突變發(fā)生在5′剪接位點(diǎn)結(jié)合區(qū),而非蛋白編碼區(qū),突變型U1 snRNA 介導(dǎo)的選擇性剪接使腫瘤抑制基因(PTCH1)失活,并激活癌基因(GLI2 和CCND2),這種突變只存在SHH 型MB 中,并主要集中在97%的成人(SHHδ 亞型)和25%的青少年(SHHα亞型)[22-23]。細(xì)胞遺傳學(xué)研究主要發(fā)現(xiàn)該型MB 存在包括染色體3q 的增加與9q、10q 和14q 的丟失。進(jìn)一步將SHH 群MB 分為四個(gè)亞型:SHHα 亞型富含TP53 突變、MYCN 和GLI2 擴(kuò)增,且預(yù)后極差。SHHβ 亞型主要見于嬰兒,在診斷時(shí)常已發(fā)生轉(zhuǎn)移,并導(dǎo)致預(yù)后不良。SHHγ 亞型也主要見于嬰兒,但基因組相對穩(wěn)定,預(yù)后較好,多數(shù)MBENs 屬于SHHγ 亞型,SHHδ 亞型主要存在于成人中,常含有TERT 啟動子突變[15]。
Group 3 約占MB 的25%[7],該亞組預(yù)后最差,5年生存率約為50%[11]。Group 3 主要影響嬰幼兒,男性的發(fā)病率是女性的兩倍。腫瘤多位于中線/第四腦室[17]。大約40%~45%的患者在診斷時(shí)已經(jīng)有轉(zhuǎn)移性疾?。?4]。
當(dāng)前對Group 3 的分子基礎(chǔ)報(bào)道較少。MYC原癌基因的擴(kuò)增幾乎是這個(gè)亞型獨(dú)有的,但也只能在17%的Group 3 中可以見到[25]。研究發(fā)現(xiàn)該組有廣泛的染色體改變,表明基因組高度不穩(wěn)定。由于DNA 的結(jié)構(gòu)變化,通過增強(qiáng)子劫持聚集在一起,特異性激活原癌基因GFI1 和GFI1B。并且Kelch 重復(fù)序列和含蛋白4(KBTBD4)基因的BTB 結(jié)構(gòu)域中的重復(fù)幀內(nèi)插入也可能相關(guān)[26]。細(xì)胞遺傳學(xué)方面,最常見的是等臂染色體17q(i17q),約40%的患者存在i17q,且與不良預(yù)后相關(guān)[27]。
Group 3 群MB 可能有三種不同的亞型:Group 3α 常見于嬰兒,并且常常診斷時(shí)已經(jīng)轉(zhuǎn)移;Group 3β 組可發(fā)現(xiàn)GFI1 家族癌基因的高頻激活和OTX2 擴(kuò)增;Group 3γ 常發(fā)生轉(zhuǎn)移,并且經(jīng)常表現(xiàn)出MYC 擴(kuò)增,它的預(yù)后最差[15]。
Group 4 群MB 是最常見的亞組,占病例的近35%[7],預(yù)后中等,5年生存率約為75%[11]。沒有好發(fā)年齡段,男性的發(fā)病率是女性的三倍。Group 4群腫瘤位于中線/第四腦室,可能與起源于上菱形唇的表皮中胚層(EOMES)和LIM 同源框轉(zhuǎn)錄因子1α(LMX1A)相關(guān)[28],近35%~40%的患者在診斷時(shí)已經(jīng)轉(zhuǎn)移[24]。
Group 4 中的常見改變包括組蛋白賴氨酸脫甲基酶基因KDM6A 的失活突變、編碼同核蛋白-α相互作用蛋白(SNCAIP)基因的串聯(lián)復(fù)制、MYCN和CDK6 基因的擴(kuò)增。Northcott 發(fā)現(xiàn)PRDM6 是第4 組中受增強(qiáng)子劫持影響最高的基因,并且PRDM6 位于SNCAIP 下游600 kb 處,其在SNCAIP復(fù)制的Group 4 腫瘤中的表達(dá)顯著升高[26]。通過蛋白質(zhì)組學(xué)和磷酸蛋白質(zhì)組學(xué)分析確定了反常ERBB4-SRC 信號是Group 4 的標(biāo)志[29]。細(xì)胞遺傳學(xué)上常見的是等臂染色體17q。另外,Group 4 群MB也存在亞型,Group 4α 和Group 4γ 存在CDK6 局灶性擴(kuò)增、8p 染色體丟失以及7q 染色體增加,Group 4β 富含SNCAIP 重復(fù)和PRDM6 過度表達(dá)[30]。
當(dāng)前公認(rèn)的MB 治療是手術(shù)以及術(shù)后放化療的綜合治療方案,但治療效果仍不容樂觀。至少約12.8%的MB 患者直接死于該疾病,而生存下來的患者,也常遺留嚴(yán)重后遺癥,包括認(rèn)知缺陷、內(nèi)分泌失調(diào)和腫瘤復(fù)發(fā)等。因此當(dāng)前治療研究方向主要是提升生存率和減少/減輕并發(fā)癥。
當(dāng)前臨床危險(xiǎn)分層將3 歲以上的患者分為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn);而存在殘余腫瘤細(xì)胞被列為高風(fēng)險(xiǎn),包括轉(zhuǎn)移、腦脊液腫瘤細(xì)胞陽性或局部殘余疾病超過1.5 cm2。隨著分子研究的進(jìn)展,在先前的分層基礎(chǔ)上又有了新的進(jìn)展。根據(jù)目前的生存率將MB分為4 個(gè)危險(xiǎn)組:低風(fēng)險(xiǎn)(>90%生存率)、平均(標(biāo)準(zhǔn))風(fēng)險(xiǎn)(75%~90%生存率)、高風(fēng)險(xiǎn)(50%~75%生存率)和非常高風(fēng)險(xiǎn)(<50%生存率)組。低風(fēng)險(xiǎn)組主要包括:WNT 群和非轉(zhuǎn)移性Group 4 腫瘤(11 號染色體全失或17 號染色體全增);平均風(fēng)險(xiǎn)組包括:無轉(zhuǎn)移Group3 群及Group 4 群MB、不伴MYC擴(kuò)增的Group3 群;高危層主要包括:轉(zhuǎn)移性SHH、伴MYCN 擴(kuò)增的SHH 以及轉(zhuǎn)移性Group4 群MB;很高危組包括轉(zhuǎn)移性Group3 群或伴有TP53 突變的SHH[31]。新近的危險(xiǎn)分層包含了分子研究的進(jìn)展,為MB 患者術(shù)后輔助治療提供了參考,為避免或減少放療、化療副作用起到了很好的效果。
既往認(rèn)為腫瘤全切除(GTR)是MB 治療的基礎(chǔ),當(dāng)前對腫瘤切除范圍研究有了新的進(jìn)展。Thompson 研究指出,與近全切除(NTR)相比,GTR對無進(jìn)展生存率或總生存率無明顯益處。當(dāng)然對于Group4 群MB,NTR 能提升無進(jìn)展生存率,但對總生存率無明顯提升[32]。因此考慮到GTR 可能會損害正常組織,一味追求GTR 已不適合當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn),必須充分考慮收益與成本,保護(hù)正常組織,改善術(shù)后并發(fā)癥成為了潮流。
不管切除的程度如何,術(shù)后幾乎總會殘留腫瘤細(xì)胞繼續(xù)生長和擴(kuò)散,最終導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)。MB對放化療非常敏感,既往術(shù)后予以全腦全脊髓放療是兒童MB 術(shù)后的首選方案。但由于嚴(yán)重副作用,結(jié)合新近的危險(xiǎn)分層,當(dāng)前的研究討論熱點(diǎn)主要是如何在保證療效的情況下減少放射量,從而減少放療并發(fā)癥。代表性研究如下:經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)療法后,低危組患者的生存率接近100%,為減少放療副作用,將新診斷的WNT 群MB 患者的顱脊髓放射治療劑量由24 Gy 減少至18Gy;有研究予以適形調(diào)強(qiáng)放射及調(diào)容弧光治療從而減少副作用[33]。傳統(tǒng)放療是運(yùn)用光子放射治療(XRT),有研究報(bào)告質(zhì)子放射治療(PRT)與XRT 相比,減少了對正常組織的劑量,從而在放療后智力保留方面更具有優(yōu)勢[34-35]。
化療也是MB 重要的治療方案之一,尤其是對于3 歲以下的患兒,化療幾乎是術(shù)后唯一的有效治療。當(dāng)前化療藥物及方案很多,例如長春新堿、鉑類以及環(huán)磷酰胺等,新近研究主要從提高療效并降低毒性、耐藥性入手。
從分子研究中我們發(fā)現(xiàn)SHH 與PCT1 的結(jié)合激活了G 蛋白偶聯(lián)受體平滑化(SMO)是SHH 群MB 的始發(fā)因素。并且其它研究表明持續(xù)、低水平的SMO 激活對于SHH 群腫瘤細(xì)胞增殖和組織侵襲是必要的[36]。因此SMO 抑制劑被認(rèn)為能夠阻斷該進(jìn)程的發(fā)展。例如Robinson 研究表明Vismodegib(一種SMO 抑制劑)對復(fù)發(fā)性SHH 群MB 有抑制作用[37]。和化療藥物一樣,長期使用這類藥物會存在耐藥,機(jī)制較復(fù)雜。有研究表明,當(dāng)使用SMO 抑制劑sonidegib 后,MB 細(xì)胞的纖毛發(fā)生基因的反復(fù)突變導(dǎo)致纖毛丟失,并導(dǎo)致耐藥性[38-39]。又例如磷脂酰肌醇3 激酶(PI3K)途徑的激活,使腫瘤細(xì)胞以獨(dú)立于SHH 信號的方式生長。因此使用SMO 抑制劑和PI3K 抑制劑聯(lián)合治療可以延緩單用SMO 抑制劑出現(xiàn)的耐藥性[40]。
對于3 歲以下患兒來說,一般認(rèn)為放療弊大于利。現(xiàn)有研究表明大劑量化療(HDC)聯(lián)合自體干細(xì)胞移植(ASCR)可以作為一種避免放療的治療策略,已在新診斷和復(fù)發(fā)的MB 患者中得到應(yīng)用[41]。使用自體干細(xì)胞有效性和安全性已得到驗(yàn)證[42],當(dāng)前ASCR 聯(lián)合HDC 也作為復(fù)發(fā)和進(jìn)展MBs 的放療補(bǔ)救治療方案。貝伐單抗是一種重組人源化抗血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的單克隆抗體,通過抑制VEGF 誘導(dǎo)的血管形成,使腫瘤穩(wěn)定或抑制腫瘤生長。貝伐單抗也運(yùn)用于MB 治療中,尤其是轉(zhuǎn)移性和復(fù)發(fā)性MB 治療,貝伐單抗具有較好療效的同時(shí),不伴隨明顯副作用[43]。
MB 是兒童最常見的惡性腦瘤,目前治療效果仍然不容樂觀。隨著基因表達(dá)譜、DNA 甲基化和基因組分析的研究進(jìn)展,確定了MB 的4 個(gè)分子亞群。根據(jù)這些組織學(xué)和遺傳變異對MB 患者進(jìn)行危險(xiǎn)因素分層,顯著影響了治療方案和預(yù)后。有理由相信,隨著基因組分析的進(jìn)展,人類攻克MB的那一天不會太久遠(yuǎn)!