散发性嗜铬细胞瘤和副神经节瘤的分子遗传学和表观遗传学研究进展

车金娜 曹彩霞

(青岛大学附属医院内分泌科，山东 青岛 266003)

嗜铬细胞瘤(PHEO)起源于肾上腺髓质的嗜铬细胞，而PPGLs则起源于肾上腺外的嗜铬细胞，主要位于胸、腹部及盆腔的脊柱旁交感神经节链，少部分位于头颈部的副交感神经节链，该病患者年龄分布范围比较广泛，平均年龄为44岁，患者在性别方面比较无较大差异。嗜铬细胞瘤和副神经节瘤(PPGLs)依据患者的基因类型不同,其临床表现具有较大差异，常见有高血压、多汗、头痛及心悸等[1]。PPGLs可表现为功能性的，分泌儿茶酚胺；或者表现为无功能性的。通过目前的影像学检查，20%～30%的PPGLs患者是意外被发现[2]。大约50%的PPGLs存在基因突变,其中35%～40%为胚系突变,最常见的突变基因包括VHL基因、琥珀酸脱氢酶(SDH)基因、RET以及NF1基因[1,3]。散发性PPGLs往往是单中心的，非双侧的，而家族性的PPGLs多为双侧以及多中心的。近年来研究发现，PPGLs可在25%～30%的散发性PPGLs中发生，而且常发生在40岁之后, 且散发性PPGLs发病率越来越高[4]。最近有研究指出，在患有PPGLs的年轻人中，即使肿瘤是散发性的，也应尽早进行基因检测。而在50岁之后的人群中，散发性PPGLs患者发病率可达5%，因此对于该人群无论肿瘤是否具有功能性，都应尽早进行基因检测的筛查[5]。

目前在对PPGLs的研究中发现，超过19个基因突变可导致肿瘤形成，至少有12个基因与症状性PPGLs有关联[1]。总的来说，胚系和体系突变在PPGLs已知基因中的发生率可达60%[6]。且近年研究显示，表观遗传学也在PPGLs发病中发挥着重要作用。因此，本文将就散发性PPGLs的分子遗传学和表观遗传学研究进展作一综述。

1 散发性PPGLs相关基因突变

1.1 SDH基因

SDH位于线粒体内膜，在三羧酸循环(TCA)和电子传递链的复合体2中有重要的作用，该酶由4个亚单位(SDHA、SDHB、SDHC、SDHD)组成[7]。SDHB、SDHD基因突变可以导致线粒体内电子传递呼吸链的异常，使琥珀酸累积，琥珀酸增高会抑制α-酮戊二酸双加氧酶和脯氨酰羟化酶(PHD)的活性，进而导致缺氧诱导因子(HIF)稳定性增加以及DNA和组蛋白的甲基化，促进上皮细胞向间叶细胞转化，进而促进肿瘤形成[8-9]。当在非嗜铬组织中存在PPGLs转移病灶时则定义为恶性PPGLs,约占10%～17%，其中超过40%的恶性PPGLs的发病与SDHB基因突变有关[3]。在一项回顾性分析研究中，研究者综合分析了基因、临床、生化及组织学变量与PPGLs患者预后之间的相关性，发现SDHB基因突变和原发肿瘤大小可作为PPGLs患者预后相关的独立性危险因素[10]。

SDHB基因突变相关性PPGLs常发生于肾上腺外副神经节瘤，JOCHMANOVA等[9]在一项对SDHB基因突变携带者的研究中发现，性别对于PPGLs的外显率有重要的影响，男女之间有较大差异，男性相对于女性诊断年龄较早，因此男性的预后较好。该研究同时显示，在有SDHB基因突变的PPGLs患者中，大约有59.44%的患者已经发生了转移[9]。因此建议对于有转移的PPGLs患者，应尽早的进行SDHB基因检测。而对于PPGLs患者术前是否行SDHB基因检测，还需要进一步的研究探讨[11]。

在2008年PIGNY等[12]报道了第一例关于PPGLs的SDHD基因突变的患者,为SDHD基因的失活突变，是常染色体显性突变，有SDHD基因突变的患者多发生头颈部PGL。另外，在研究中发现母亲SDHD等位基因突变后，后代的发病率增大，考虑与母系遗传有关[13]。

石穿等[14]对126例PPGLs患者的140份肿瘤标本进行SDHB、SDHC免疫组化染色研究结果显示，SDHB染色阴性肿瘤中22.9%为恶性，而染色阳性肿瘤仅3.8%为恶性，肿瘤标本SDHB、SDHC免疫组化检查可以作为筛查PPGLs患者有无SDHx基因胚系突变的方法。同时对于SDHB染色阴性的PPGLs患者应密切随访，除外恶性肿瘤。

1.2 NF1基因

NF1基因最初在神经纤维瘤病1型中被发现并以此来命名，神经纤维瘤病1型是一种常染色体显性遗传疾病，发病率约为1/3 500，发病年龄平均为40岁。NF1是一种肿瘤抑制基因，其染色体定位于17p11.2，其功能缺失会导致RAS信号下调和肿瘤形成[15]。在神经纤维瘤病1型中，PPGLs的发生率约为5%，但最近有研究报道其发生率可高达15%[16]。而大约20%的散发性PPGLs有NF1基因突变，该基因突变与散发性PPGLs的发生具有密切关系[17]。

1.3 EPAS1基因

HIF是由α和β亚单位组成，α亚单位可以分为HIF1α、HIF2α、HIF3α。HIF是由缺氧诱导的并由氧依赖性PHD调控[18]。在低氧时，PPGLs细胞中PHD活性下降，导致HIFα稳定化并随后激活缺氧反应中靶向基因的转录反应，包括代谢的改变及血管的生成。内皮素-1(EDN1)具有稳定HIF1α的作用，近来有研究推断PPGLs的发展与EDN的信号通路有关，尤其是在PPGLscluster1基因突变中，例如基因SDHx、FH、VHL等[8]。最近研究发现EPAS1(HIF2α)基因也可能与PPGLs的形成有关，在一项对42例非家族性PPGLs患者的研究中，人们发现EPAS1 9号、12号外显子在散发性、非家族性PPGLs患者中突变频率较高，并表明EPAS1突变肿瘤表现出一种伪缺氧表达模式，证实了该基因突变的致癌作用[19]。

1.4 HRAS基因

最近研究证实，HRAS基因突变可能为PHEO复发的原因之一，HRAS基因热点区13和61位密码子突变可激活肿瘤的转化特性。而RAS家族中的其他成员，如NRAS和KRAS突变，未在PHEO中发现。在一项对156例PPGLs患者的研究中发现，11例患者发生HRAS基因突变，常发生在散发性PPGLs患者中，而c.182A>T是在PPGLs研究中新发现的突变位点。在该研究中，与HRAS突变相关的PPGLs均为良性，提示HRAS突变在良性PPGLs中发挥驱动者的作用[20]。CRONA等[21]报道HRAS基因突变与RAS/RAF/ERK信号通路激活有关，并且与良性和散发性男性PPGLs患者也有相关性。

1.5 RET基因

多内分泌腺瘤病2型(MEN2)是一种家族遗传性肿瘤综合征，其发病与RET基因相关，基于不同的表型可分为MEN2a型和MEN2b型，超过90%的患者为MEN2a型，包括甲状腺髓样癌、甲状旁腺功能亢进症及PPGLs。MEN2a型中大约有50%的患者会并发PPGLs，多为双侧发病，一般为良性，而MEN2b型较少并发PPGLs[22]。然而在PPGLs患儿当中，MEN2b型相比MEN2a型恶变率更高[23]。因此，年龄小于50岁、双侧PHEO、血或尿中儿茶酚胺浓度有意义升高的散发性PPGLs患者，应尽早行RET基因筛查，以预防其他肿瘤的发生[24]。

1.6 VHL基因

VHL病是一种常染色体显性遗传性疾病综合征，VHL基因定位于染色体3p25.3，包含3个外显子。该病患者可发生肾血管瘤、神经血管母细胞瘤、胰腺囊肿、神经内分泌肿瘤、肾细胞癌、附睾的囊腺瘤以及PPGLs(多为良性)。该病患者发病的平均年龄约为30岁，人群发病率约为1/36 000[25]。该病的发生部位最常见于中枢神经系统，而PPGLs的发生率约占20%，在非SDH突变的头颈部PGL中VHL基因突变率约为50%，这预示着VHL基因突变在散发性头颈部PGL中发挥着重要的作用[26]。VHL相关性PPGLs大都是双侧和多发性的，而且因为缺乏苯乙胺-N-甲基转移酶(PNMT)，所以只产生去甲肾上腺素[27]。导致PPGLs的原因常见的为VHL基因错义突变[28]。PHD2-VHL-HIF-2α信号通路在红细胞的生成中发挥重要作用，该信号通路的改变可能与肿瘤的生成也有一定关系[29]。

1.7 其他相关基因

近年来随着对SDH家族的研究发现，SDH相关基因(SDHAF1、SDHAF2、SDHAF3、SDHAF4)等发生突变对PPGLs的发生也产生了重要的影响[30]。SDHAF2突变最常发生于副交感神经性PGL，但是在PHEO中是否发生SDHAF2突变到目前为止未见报道[8]。而影响三羧酸循环通路的其他相关基因，如异柠檬酸脱氢酶(IDH)、延胡索酸水化酶(FH)、苹果酸脱氢酶(MDH)等基因可激活假性缺氧通路或是引起超甲基化导致PPGLs的形成，这与SDHx突变的致癌机制相似[31-33]。

随着分子遗传学研究的不断深入，发现了更多新的与PPGLs相关的基因。TMEM127基因蛋白功能丧失会激活下游调控因子，如S6K和4EBP1，进而导致PPGLs的发生[34]。KIF1Bβ是一种新发现的肿瘤抑制基因，其染色体定位于1p36.22，是PHD的下游效应器之一，但其具体作用机制尚不明确[35]。另外MAX、ATRX、ARHI、MAML3等基因与PPGLs的侵袭性有关，有研究表明ATRX基因突变为转移性PPGLs的独立性危险因素[36-38]。约1.12%的PPGLs患者会发生MAX胚系突变，而在散发性PPGLs患者中突变概率较低[39]。近来一项全外显子测序研究发现，MYCN基因、MYO5B基因及VCL基因等相关黏附基因突变也与恶性PPGLs的发生密切相关[40]，但其具体机制有待进一步探讨。

2 PPGLs表观遗传学研究

过去认为PPGLs是一种罕见的神经内分泌肿瘤，而近年来发现PPGLs已成为继发性高血压的常见病因，并且大部分为散发型PPGLs，其在高血压人群中发病率达0.6%，然而在难治性高血压患者中高达20.0%[41]。其具体的表观遗传学机制不明，而随着表观遗传学的发展，发现其作用越来越重要，表观遗传变异分析在分子肿瘤学研究中成为不可或缺的一部分。

2.1 DNA甲基化

近年来发现了多种恶性肿瘤中特异的CpG部位的异常DNA甲基化，并且CpG部位启动子的表观遗传调控为潜在的致癌机制。DNA异常甲基化会影响细胞调控及肿瘤形态学。北京协和医院从事的一项研究中发现，30.4%的PPGLs患者存在p16基因高度甲基化，甲基化阳性率PGL高于PHEO，恶性PPGLs多于良性，提示p16基因启动子区甲基化是该基因失活的主要原因。对DNA甲基化谱的研究发现，RDBP基因的高甲基化与PPGLs的转移有关，因此RDBP基因可以帮助我们对有发生转移风险的PPGLs患者进行分级[42]。

2.2 组蛋白修饰

此外，组蛋白修饰对基因的表达也具有重要影响，例如H3K4me3及H3K27me3分别与基因的激活和沉默有关[43]。但迄今针对PPGLs表观遗传学的研究仅限于特定基因的启动子区CpG甲基化，尚未见到H3K4me3和H3K27me3甲基化修饰及缺氧诱导因子在恶性PPGLs发病机制中作用的报道。最近一项全DNA甲基化分析的研究中，通过不同的甲基化模式及不同的驱动突变将PPGLs进行分群后，发现恶性肿瘤相比较良性肿瘤，其甲基化指数要更低[44]。

2.3 microRNA

目前研究发现miR-483-5p、miR-183、miR-21和miR-210在恶性PPGLs组织中呈现高表达[45]。CASTRO-VEGA等[46]报道miRNA182/96/183在转移性PPGLs中表达上调。microRNA表达水平对鉴别良、恶性PPGLs有重要参考价值。

总之，PPGLs作为一种较少见的神经内分泌肿瘤，由于早期通过临床表现及病理无法确诊PPGLs的良恶性，对患者的早期诊断与治疗造成了严重的影响。有研究试图借助病理检查结果创建一个评分系统来评估患者的预后，如PASS评分、GAPP评分，以及最近改进的M-GAPP评分等，但临床应用效果有限。而随着基因检测技术及表观遗传学的发展，对散发性PPGLs患者早期进行基因筛查，可以发现基因突变与肿瘤恶变之间的相关性，可为恶性PPGLs早期诊治提供依据。而关于病理评分和基因检测结果的结合能否更好地对PPGLs患者的预后和转归进行预测，需要进一步研究与探讨。