TP53在髓母细胞瘤分子分型中的临床意义与相关研究进展

赵清爽，王守森

·综述·

TP53在髓母细胞瘤分子分型中的临床意义与相关研究进展

赵清爽，王守森

髓母细胞瘤是儿童最常见的颅内恶性肿瘤之一，总体预后差，其分子机制及临床治疗一直是研究焦点之一。近年来分子生物的研究取得很大进展，目前广泛接受的观点是髓母细胞瘤可以被分为四种分子亚型，包括Wnt型、Shh型、第三组(Group3)和第四组(Group4)。不同亚型的分子机制不同，临床特征及预后情况等均存在较大差异[1]。因此，2016年版WHO神经系统肿瘤分类中，引入了髓母细胞瘤的分子分型[2]，根据分子分型进行临床诊治和基础研究已成为热点。TP53是一个重要的抑癌基因，位于17p13.1，其编码蛋白P53在很多肿瘤的发生、发展过程中扮演重要角色。TP53与髓母细胞瘤之间的关系也已有大量的研究。由于髓母细胞瘤在分子机制和分型方面有较大进展，髓母细胞瘤与TP53之间的关系也需要重新认识。本文复习相关文献，回顾髓母细胞瘤不同分子类型及其与TP53的关系，探讨TP53在髓母细胞瘤中的临床意义。

1 髓母细胞瘤的分子分型及其主要特征

1.1 Wnt型髓母细胞瘤 Wnt型是相对较少的亚型，约占10%左右，但预后在各个亚型中是最好的。该亚型在婴幼儿(<4岁)中很少见，主要累及儿童，发病年龄的高峰在10～12岁，组织学上表现多为经典型髓母细胞瘤。Wnt型在分子水平表现为Wnt通路激活，通常是由CTNNB1基因突变所致，少部分病例表现为其他的Wnt通路相关基因突变，如APC、AXIN1、AXIN2等[3]。所有这些突变都导致β-catenin在细胞核内累积，而β-catenin与TCF-4/lef-1作用，最终通过c-myc及cyclin D1转录，介导细胞增殖和分裂[4]。因此，该类型的肿瘤通常合并MYC的高表达，并且可以通过免疫组化观测到核内积聚的β-catenin。Wnt型髓母细胞瘤常常合并6号染色体缺失，而在第三组和第四组中很常见17号染色体异常，却很少发生[4]。

1.2 Shh型髓母细胞瘤 Shh型在各个年龄组的髓母细胞瘤中均可见，标志性特征是Shh通路激活，包括PCTH1，SUFU，SMO等相关基因活化，同时合并GLI2及MYCN的扩增[5]。Shh通路有较多抑制剂，部分已开始应用于临床，目前已有Shh通路抑制剂应用于髓母细胞瘤的临床研究报道[6]。Shh通路关键分子包括PTCH，SMO，Gli1，Gli2，Gli3等。PTCH是一个跨膜蛋白，与HH配体结合后，可激活Smo蛋白，Smo蛋白活化后，可与SUFU结合，并诱导核转录因子表达，包括激活物Gli1和Gli2，以及受体Gli3。Gli1、Gli2、Gli3进一步可调节相关基因的表达，包括Gli1，Ptch1，cyclin D，myc等，从而促进细胞增殖和分化。Shh配体在浦肯野神经元中正常表达，可以促进rhombic lip的外颗粒层的形成，因此，Shh髓母细胞瘤被认为起源于颗粒神经元的前体细胞。促纤维性/结节性髓母细胞瘤和MBEN与Shh型联系较为紧密，但是大细胞/间变型髓母和经典型髓母细胞瘤中也有Shh通路激活[7]。

Shh型髓母通常是PTCH1突变，而SMO或者SUFU突变也有报道。所有突变都可以导致Shh通路过度激活。Shh与PTCH1结合，可激活SMO，使得转录因子的Gli家族蛋白从SUFU等抑制性蛋白上释放，从而激活转录[8]。Shh通路激活导致Snail蛋白表达，降低细胞间联系。此外，Shh通路激活还是血管形成和转移的重要调节因子。Shh通路与Wnt通路存在一些共同通路，因此有一些共同的治疗靶点。Shh有MYCN扩增，而Shh型与Wnt型均有Notch和PDGF信号通路。Shh髓母存在9q缺失，该部位是PTCH1基因的位点。虽然Shh通路主要由转录本检测，而免疫组化使用SERP1、GLI1、GAB1也可用于检测。

1.3 第三组和第四组髓母细胞瘤 第三组髓母细胞瘤约占30%，代表性的分子改变是MYC扩增(而不是MYCN)，主要诊断依赖转录本检测，但也可以用NPR3的免疫组化诊断。第三组髓母细胞瘤的组织病理学类型多为经典性或大细胞/间变型髓母细胞瘤，其预后是最差的。该类型常常合并转移，且在婴儿中多见，很少出现于成人中。MYC扩增与第三组联系紧密，并提示预后较差。有研究表明，MYC中3α突变预后更差，而3β不会出现MYC扩增并且预后与第四组类似。26%的第三组髓母细胞瘤存在i17q，此外，第三组更容易出现1q获得或者5q、10q缺失[5]。

第四组是髓母细胞瘤中最多的一个亚型，约占34%，常常伴有i17q，主要累及儿童，很少累及婴儿。免疫组化中KCNA可用于诊断第四组肿瘤，但还需要进一步证实。第四组转移出现也较多，但是预后中等，优于第三组。主要的组织学类型为经典型髓母细胞瘤，少部分为大细胞/间变型髓母细胞瘤。第四组的i17q出现较多，不过部分时候存在单纯的17p缺失。i17q及17p缺失在第三组中也存在，但相对更少。不过，第四组常常出现CDK6和MYCN扩增，而很少MYC过表达。此外，X染色体缺失在80%的女性患者中存在[5]。

第三组和第四组髓母细胞瘤均存在EZH2和KDM6A突变，可累及组蛋白去甲基化酶(主要为H3K27)。其他的组蛋白去甲基化酶、去乙酰化酶也有不同程度的过表达，包括：HDAC5，HDAC9，MLL2，MLL3[9]。

2 TP53与髓母细胞瘤临床特征、预后的关系

TP53与髓母细胞瘤的关系很早就有相关研究。Barel等报道，TP53基因突变所致的Li-Fraumeni综合征患者，其髓母细胞瘤发病率明显增高[10]。因此，TP53基因突变曾被认为在髓母细胞瘤起源中起重要作用。此外，TP53基因位于17p，而40%的髓母细胞存在17p缺失。不过，17p缺失的髓母细胞瘤患者中，很少存在体细胞TP53突变。因此，17p缺失可能仅仅是髓母细胞瘤发生后的结果，而非起源的原因。

TP53突变的临床意义既往存在争议。Tabori等报道了108例连续的髓母细胞瘤病例，提示TP53突变与结局不良相关[11]。Pfaff的研究却呈现出相反结果，TP53基因突变常常与CTNNB1基因突变及MYCN扩增相关，且预后良好[12]。不过Tabori的研究中，TP53突变的病例均没有17p缺失或者MYC扩增，且只有一例合并MYCN扩增，这说明两组肿瘤的分子亚型不同[11]。

近年来随着对髓母细胞瘤的基因分型研究的深入，TP53突变的临床意义得到进一步阐明。TP53突变的意义取决于髓母细胞瘤的分子亚型。在一个533例髓母细胞瘤的队列研究中，Zhukova等报道，Wnt型合并TP53突变通常预后良好，而Shh型合并TP53突变则预后较差[13]。而第三组和第四组髓母细胞瘤中很少有TP53突变，而17p缺失却较为常见。此外，TP53突变通常见于儿童组(4岁至16岁)，而婴幼儿(3岁以下)及成人中很少见。

这些研究提示组织学意义上的髓母细胞瘤是一组异质性非常大、分子机制完全不同的几类肿瘤，TP53的意义在各个分子亚型中不一样。

3 TP53与髓母细胞瘤各亚型的关系

3.1 TP53基因与Wnt型髓母细胞瘤 TP53突变在Wnt型髓母细胞瘤中较为常见。而在合并TP53突变的髓母细胞瘤中，Wnt亚型预后明显优于其他亚型。Wnt型髓母细胞瘤中，通常合并有CTNNB1的外显子3突变，导致Wnt通路激活，Wnt通路相关蛋白过表达，如β-catenin。激活的P53蛋白可以下调β-catenin，所以β-catenin集聚过程中，肿瘤细胞容易丢失TP53以获得增殖能力[14]。实验室研究也表明，同时存在CTNNB1突变与TP53缺失的小鼠，较容易形成髓母细胞瘤，而单纯TP53缺失则不容易成瘤[15]。因此，目前多数学者倾向于认为Wnt型髓母细胞瘤中，TP53突变是继发性改变[7]。

Wnt型髓母细胞瘤整体预后良好，TP53突变的Wnt型肿瘤与TP53野生型的Wnt型肿瘤相比，预后没有明显变化[16]。这说明Wnt通路中TP53失活，并不增加肿瘤的恶性程度和放疗抵抗性。

3.2 TP53基因与Shh型髓母细胞瘤 Shh通路中TP3突变也较为常见，且有一定年龄特异性。Kool等使用新一代基因测序的方法检测了Shh亚型的髓母细胞瘤，发现TP53突变在儿童的Shh髓母细胞瘤中较为常见，而成人和婴儿中较少[17]。该研究还发现，TP53突变通常不发生在Shh通路的上游基因突变的髓母细胞瘤中，PTCH1、SMO、SUFU等突变的Shh型髓母细胞瘤，很少合并TP53突变。Shh通路的下游基因改变，如MYCN、GLI2扩增的髓母细胞瘤中，更容易合并TP53突变。这提示TP53突变可能与Shh通路的下游基因关系更为密切[5]。

TP53突变的Shh型髓母细胞瘤是极高危的一组肿瘤，预后极差，但目前尚不清楚TP53突变是否是该亚型预后差的原因。此外，TP53突变的Shh型髓母细胞瘤中，其染色体稳定性明显低于Wnt型髓母细胞瘤，容易出现染色体重排。Rausch等报道了由染色体插入导致的基因重排，这种重排通常合并MYCN及GLI2的扩增[18]。17p缺失也较为常见，但其意义尚不明确。第三组中的PVT1-MYC融合基因、对室管膜瘤的C11或F95-RELA融合基因，在SHH型髓母细胞瘤中未观察到[5]。

目前Shh通路有较多靶向抑制剂，最常见是针对SMO的抑制剂，如CDC-449，LDE-255[6]，部分已开始临床试验，并取得一定效果。然而这些研究发现，TP53未突变的Shh型肿瘤对SMO抑制剂反应良好，而TP53突变的Shh型肿瘤，对SMO通路的抑制剂反应很差[19]。这可能是由于TP53突变的Shh型肿瘤，基因突变发生于Shh通路的下游，对上游基因的抑制剂不敏感。

由于SMO通路抑制剂效果有限，目前针对下游基因的Shh通路抑制剂也在研究中。砷剂是Gli2抑制剂，位于SMO通路的下游，可能对TP53突变的Shh髓母细胞瘤有更好的治疗效果，但目前还在研究阶段[20]。

另外，Zhukova的研究证明，在TP53突变的髓母细胞瘤中，使用锂剂抑制Wnt的负调控基因GSK3b，从而激活Wnt通路，可以恢复肿瘤对放疗的敏感性，这可应用于TP53突变型的Shh型髓母细胞瘤的治疗[21]。

3.3 TP53基因与第三组、第四组髓母细胞瘤 TP53基因在第三组和第四组髓母细胞瘤中的意义尚不明确。虽然在这些肿瘤中，17p缺失通常和17q等臂染色体同时发生，但TP53的突变或者单核苷酸多态性很少在这类肿瘤中出现。此外，在这些肿瘤中，TP53的负调控因子存在表达异常，譬如WIP1基因，常常出现过表达[22]。这提示P53在这两个亚组的肿瘤中存在表达缺失。不过，目前的研究中，17p缺失与肿瘤预后之间没有明确关系，其临床意义及在肿瘤发展过程中的作用，尚有待进一步研究。

4 小 结

TP53突变在不同类型的髓母细胞瘤中意义不同。Shh型髓母细胞瘤中，TP53基因突变与预后不佳相关，需要进一步研究、开发针对性的治疗措施以改善该类患者的预后。Wnt型髓母细胞瘤中虽然TP53突变也较常见，但TP53突变型与野生型预后没有差别，总体预后良好。第三组和第四组则很少存在TP53突变。总之，TP53是髓母细胞瘤发生、发展过程中的重要分子之一，目前研究中已取得很大进展，但是TP53在髓母细胞瘤中的分子机制还需要进一步阐明，并根据分子分型采取相应的治疗策略。

[1] Northcott PA，Korshunov A，Pfister SM，etal.The clinical implications of medulloblastoma subgroups[J].Nat Rev Neurol，2012，8:340.

[2] Louis DN，Perry A，Reifenberger G，etal.The 2016 World Health Organization classification of tumors of the central nervous system:a summary[J].Acta Neuropathol，2016，131:803.

[3] Ellison DW，Kocak M，Dalton J，etal.Definition of disease-risk stratification groups in childhood medulloblastoma using combined clinical，pathologic，and molecular variables[J].J Clin Oncol，2011，29:1400.

[4] Baryawno N，Sveinbjörnsson B，Eksborg S，etal.Small-molecule inhibitors of phosphatidylinositol 3-kinase/Akt signaling inhibit Wnt/beta-catenin pathway cross-talk and suppress medulloblastoma growth[J].Cancer Res，2010，70:266.

[5] Northcott PA，Shih DJ，Peacock J，etal.Subgroup-specific structural variation across 1,000 medulloblastoma genomes[J].Nature，2012，488:49.

[6] Gajjar A，Stewart CF，Ellison DW，etal.Phase I study of vismodegib in children with recurrent or refractory medulloblastoma:a pediatric brain tumor consortium study[J].Clin Cancer Res，2013，19:6305.

[7] DeSouza RM，Jones BR，Lowis SP，et al.Pediatric medulloblastoma-update on molecular classification driving targeted therapies[J].Front Oncol，2014，4:176.

[8] Yauch RL，Dijkgraaf GJ，Alicke B，etal.Smoothened mutation confers resistance to a Hedgehog pathway inhibitor in medulloblastoma[J].Science，2009，326:572.

[9] Milde T，Oehme I，Korshunov A，etal.HDAC5 and HDAC9 in medulloblastoma:novel markers for risk stratification and role in tumor cell growth[J].Clin Cancer Res，2010，16:3240.

[10] Barel D，Avigad S，Mor C，etal.A novel germ-line mutation in the noncoding region of the p53 gene in a Li-Fraumeni family[J].Cancer Genet Cytogenet，1998，103:1.

[11] Tabori U，Baskin B，Shago M，etal.Universal poor survival in children with medulloblastoma harboring somatic TP53 mutations[J].J Clin Oncol，2010，28:1345.

[12] Pfaff E，Remke M，Sturm D，etal.TP53 mutation is frequently associated with CTNNB1 mutation or MYCN amplification and is compatible with long-term survival in medulloblastoma[J].J Clin Oncol，2010，28:5188.

[13] Zhukova N，Ramaswamy V，Remke M，etal.Subgroup-specific prognostic implications of TP53 mutation in medulloblastoma[J].J Clin Oncol，2013，31:2927.

[14] Robinson G，Parker M，Kranenburg TA，etal.Novel mutations target distinct subgroups of medulloblastoma[J].Nature，2012，488:43.

[15] Marino S，Vooijs M，Van Der Gulden H，etal.Induction of medulloblastomas in p53-null mutant mice by somatic inactivation of Rb in the external granular layer cells of the cerebellum[J].Genes Dev，2000，14:994.

[16] Lindsey JC，Hill RM，Megahed H，etal.TP53 mutations in favorable-risk Wnt/Wingless-subtype medulloblastomas[J].J Clin Oncol，2011，29:e344;author reply e347-8.

[17] Kool M，Korshunov A，Remke M，etal.Molecular subgroups of medulloblastoma:an international meta-analysis of transcriptome，genetic aberrations，and clinical data of WNT，SHH，Group 3，and Group 4 medulloblastomas[J].Acta Neuropathol，2012，123:473.

[18] Rausch T，Jones DT，Zapatka M，etal.Genome sequencing of pediatric medulloblastoma links catastrophic DNA rearrangements with TP53 mutations[J].Cell，2012，148:59.

[19] Kool M，Jones DT，Jäger N，etal.Genome sequencing of SHH medulloblastoma predicts genotype-related response to smoothened inhibition[J].Cancer Cell，2014，25:393.

[20] Kim J，Aftab BT，Tang JY，etal.Itraconazole and Arsenic trioxide inhibit Hedgehog pathway activation and tumor growth associated with acquired resistance to smoothened antagonists[J].Cancer Cell，2013，23:23.

[21] Zhukova N，Ramaswamy V，Remke M，etal.WNT activation by lithium abrogates TP53 mutation associated radiation resistance in medulloblastoma[J].Acta Neuropathol Commun,2014,2:174.

[22] Remke M，Hielscher T，Korshunov A，etal.FSTL5 is a marker of poor prognosis in non-WNT/non-SHH medulloblastoma[J].J Clin Oncol，2011，29:3852.

(收稿2017-03-28 修回2017-04-18)

福建省自然科学基金(2017J01318)

350025 福州， 福建医科大学附属福总临床医学院，福州总医院神经外科

10.3969/j.issn.1672-7770.2017.04.020

R739.4

A

1672-7770(2017)04-0315-04