儿童髓母细胞瘤分子分型与治疗进展

2020-11-29李秋王晓江朱剑栋张永谢明祥

分子诊断与治疗杂志 2020年4期

李秋王晓江朱剑栋张永谢明祥★

髓母细胞瘤（Medulloblastoma MB）是儿童最常见的恶性脑瘤，在所有儿童中枢神经系统肿瘤中约占20%。其年发病率在0.2～0.58/100 000 之间［1］。尽管积极治疗，约12.8%的MB 患者死于该疾病［2］。即便生存下来，也常遗留严重后遗症，包括认知缺陷、内分泌失调和肿瘤复发等，并导致不能完全独立生存［3-5］。2016年世界卫生组织（WHO）出版的《中枢神经系统肿瘤分类》中提出［6］：MB 的组织学变异具有临床应用价值，其中一些组织学和遗传变异显著影响治疗方案和预后。针对MB 这个发病率高、死亡率高的中枢肿瘤，本文将从MB 的四个遗传（分子）群入手，综述MB 治疗进展。

1 分子分型

根据组织学，MB 被分为三种主要的疾病类型：经典型，结节/硬组织增生型（ND）和大细胞/间变型（LCA），其中ND 被认为预后较好，而LCA 型预后较差。随着基因表达谱、DNA 甲基化和基因组分析的进展，MB 的分类在组织学和分子分类方案的结合方面产生了很大的概念性进展。2016 版WHO 分类标准里MB 有四个分子群，分别为：WNT 群，SHH 群，Group 3 和Group 4。

1.1 WNT 群

WNT 群是最少见的分子群，约占所有MB 的10%［7］。男性和女性之间的发病率无统计学差异，诊断时平均年龄10 岁［8］。虽然易发生原发性肿瘤出血［9］，但该亚群肿瘤通常位于大脑中线，并且很少转移和浸润脑干［10］，因而与其他分子群相比，该亚组患者有较好的预后，5年生存率约95%［11］。

Turcot 综合征描述了原发性脑肿瘤并发多发性大肠腺瘤的情况。随着家族性腺瘤性息肉病（FAP）和遗传性非息肉病性结直肠癌（HNPCC）的遗传学被阐明，越来越多的脑肿瘤与FAP 相关。FAP 是由APC 抑癌基因的灭活、种系突变引起的APC 蛋白功能的丧失，导致WNT 途径效应分子β-catenin 的核积聚，激活典型WNT/β-catenin 信号通路中的靶基因，从而导致肿瘤［12］。同理，WNT群MB 通常由CTNNB1 基因第3 外显子的激活突变引起WNT 信号通路的激活，从而导致β 连环蛋白的核积聚，从而导致MB。研究表明与APC 致病性变异相关的髓母细胞瘤亚型具有良好的预后［13］。该亚群中的另一个常见突变是DDX3X 基因，该基因编码一种可能的RNA 螺旋酶，调节染色体分离和细胞周期进程［14］。细胞遗传学上，6 号染色体单体是该群中常见的结构改变。

研究表明WNT 群至少包括两个亚型：WNTα（70%）和WNTβ（30%），大多数WNTα 患者是儿童，几乎所有这些患者都有单体6 型改变；WNTβ患者主要是成年人，没有单体6 型［15］。

1.2 SHH 群

SHH 群约占30%的病例，这类肿瘤患者的年龄呈双峰分布，主要集中在5 岁以下及16 岁以上。男性预后较女性好，可能与转录激活子3（STAT3）有关［16］。SHH 群发现于小脑半球，这是该亚型独有的位置［10，17］。转移发生率不到25%，在MB 中，这些患者的预后是中等的，5年生存率约为75%［11］。

SHH 群的特征在于SHH 信号通路的异常激活，该信号通路激活的关系首先在Gorlin 综合征患者中被发现，这些患者基底细胞癌的发病率很高，易发生纤维增生性和结节性MBs（MBENs）［18］。Gorlin 综合征主要是由PTCH1 肿瘤抑制基因突变引起，该基因编码PTC1（SHH 细胞表面受体）。SHH 与PCT1 的结合激活了G 蛋白偶联受体平滑化（SMO），从而从SUFU 的胞质隔离中释放GLI转录因子。这导致GLI 转录因子的核定位和靶基因的激活，包括那些参与细胞增殖的基因（如MYCN、CCND1），从而导致肿瘤［19］。因此通过抑制SMO 等过程从而阻断SHH 信号途径的靶向治疗具有了可行性。TP53 突变经常是与Li-Fraumeni syndrome 综合征（LFS）相关的突变，大约在30%的儿童SHH-MBs 中可发现，并且与极差的预后相关［20］。GPR161 种系突变也与儿童SHH-MBs 相关［21］。较为特别的发现是U1 snRNA 突变发生在5′剪接位点结合区，而非蛋白编码区，突变型U1 snRNA 介导的选择性剪接使肿瘤抑制基因（PTCH1）失活，并激活癌基因（GLI2 和CCND2），这种突变只存在SHH 型MB 中，并主要集中在97%的成人（SHHδ 亚型）和25%的青少年（SHHα亚型）［22-23］。细胞遗传学研究主要发现该型MB 存在包括染色体3q 的增加与9q、10q 和14q 的丢失。进一步将SHH 群MB 分为四个亚型：SHHα 亚型富含TP53 突变、MYCN 和GLI2 扩增，且预后极差。SHHβ 亚型主要见于婴儿，在诊断时常已发生转移，并导致预后不良。SHHγ 亚型也主要见于婴儿，但基因组相对稳定，预后较好，多数MBENs 属于SHHγ 亚型，SHHδ 亚型主要存在于成人中，常含有TERT 启动子突变［15］。

1.3 Group 3

Group 3 约占MB 的25%［7］，该亚组预后最差，5年生存率约为50%［11］。Group 3 主要影响婴幼儿，男性的发病率是女性的两倍。肿瘤多位于中线/第四脑室［17］。大约40%～45%的患者在诊断时已经有转移性疾病［24］。

当前对Group 3 的分子基础报道较少。MYC原癌基因的扩增几乎是这个亚型独有的，但也只能在17%的Group 3 中可以见到［25］。研究发现该组有广泛的染色体改变，表明基因组高度不稳定。由于DNA 的结构变化，通过增强子劫持聚集在一起，特异性激活原癌基因GFI1 和GFI1B。并且Kelch 重复序列和含蛋白4（KBTBD4）基因的BTB 结构域中的重复帧内插入也可能相关［26］。细胞遗传学方面，最常见的是等臂染色体17q（i17q），约40%的患者存在i17q，且与不良预后相关［27］。

Group 3 群MB 可能有三种不同的亚型：Group 3α 常见于婴儿，并且常常诊断时已经转移；Group 3β 组可发现GFI1 家族癌基因的高频激活和OTX2 扩增；Group 3γ 常发生转移，并且经常表现出MYC 扩增，它的预后最差［15］。

1.4 Group 4

Group 4 群MB 是最常见的亚组，占病例的近35%［7］，预后中等，5年生存率约为75%［11］。没有好发年龄段，男性的发病率是女性的三倍。Group 4群肿瘤位于中线/第四脑室，可能与起源于上菱形唇的表皮中胚层（EOMES）和LIM 同源框转录因子1α（LMX1A）相关［28］，近35%～40%的患者在诊断时已经转移［24］。

Group 4 中的常见改变包括组蛋白赖氨酸脱甲基酶基因KDM6A 的失活突变、编码同核蛋白-α相互作用蛋白（SNCAIP）基因的串联复制、MYCN和CDK6 基因的扩增。Northcott 发现PRDM6 是第4 组中受增强子劫持影响最高的基因，并且PRDM6 位于SNCAIP 下游600 kb 处，其在SNCAIP复制的Group 4 肿瘤中的表达显著升高［26］。通过蛋白质组学和磷酸蛋白质组学分析确定了反常ERBB4-SRC 信号是Group 4 的标志［29］。细胞遗传学上常见的是等臂染色体17q。另外，Group 4 群MB也存在亚型，Group 4α 和Group 4γ 存在CDK6 局灶性扩增、8p 染色体丢失以及7q 染色体增加，Group 4β 富含SNCAIP 重复和PRDM6 过度表达［30］。

2 治疗进展

当前公认的MB 治疗是手术以及术后放化疗的综合治疗方案，但治疗效果仍不容乐观。至少约12.8%的MB 患者直接死于该疾病，而生存下来的患者，也常遗留严重后遗症，包括认知缺陷、内分泌失调和肿瘤复发等。因此当前治疗研究方向主要是提升生存率和减少/减轻并发症。

2.1 危险分层

当前临床危险分层将3 岁以上的患者分为标准风险；而存在残余肿瘤细胞被列为高风险，包括转移、脑脊液肿瘤细胞阳性或局部残余疾病超过1.5 cm2。随着分子研究的进展，在先前的分层基础上又有了新的进展。根据目前的生存率将MB分为4 个危险组：低风险（＞90%生存率）、平均（标准）风险（75%～90%生存率）、高风险（50%～75%生存率）和非常高风险（＜50%生存率）组。低风险组主要包括：WNT 群和非转移性Group 4 肿瘤（11 号染色体全失或17 号染色体全增）；平均风险组包括：无转移Group3 群及Group 4 群MB、不伴MYC扩增的Group3 群；高危层主要包括：转移性SHH、伴MYCN 扩增的SHH 以及转移性Group4 群MB；很高危组包括转移性Group3 群或伴有TP53 突变的SHH［31］。新近的危险分层包含了分子研究的进展，为MB 患者术后辅助治疗提供了参考，为避免或减少放疗、化疗副作用起到了很好的效果。

2.2 手术治疗

既往认为肿瘤全切除（GTR）是MB 治疗的基础，当前对肿瘤切除范围研究有了新的进展。Thompson 研究指出，与近全切除（NTR）相比，GTR对无进展生存率或总生存率无明显益处。当然对于Group4 群MB，NTR 能提升无进展生存率，但对总生存率无明显提升［32］。因此考虑到GTR 可能会损害正常组织，一味追求GTR 已不适合当前标准，必须充分考虑收益与成本，保护正常组织，改善术后并发症成为了潮流。

2.3 放射治疗

不管切除的程度如何，术后几乎总会残留肿瘤细胞继续生长和扩散，最终导致肿瘤复发。MB对放化疗非常敏感，既往术后予以全脑全脊髓放疗是儿童MB 术后的首选方案。但由于严重副作用，结合新近的危险分层，当前的研究讨论热点主要是如何在保证疗效的情况下减少放射量，从而减少放疗并发症。代表性研究如下：经过标准疗法后，低危组患者的生存率接近100%，为减少放疗副作用，将新诊断的WNT 群MB 患者的颅脊髓放射治疗剂量由24 Gy 减少至18Gy；有研究予以适形调强放射及调容弧光治疗从而减少副作用［33］。传统放疗是运用光子放射治疗（XRT），有研究报告质子放射治疗（PRT）与XRT 相比，减少了对正常组织的剂量，从而在放疗后智力保留方面更具有优势［34-35］。

2.4 化疗

化疗也是MB 重要的治疗方案之一，尤其是对于3 岁以下的患儿，化疗几乎是术后唯一的有效治疗。当前化疗药物及方案很多，例如长春新碱、铂类以及环磷酰胺等，新近研究主要从提高疗效并降低毒性、耐药性入手。

从分子研究中我们发现SHH 与PCT1 的结合激活了G 蛋白偶联受体平滑化（SMO）是SHH 群MB 的始发因素。并且其它研究表明持续、低水平的SMO 激活对于SHH 群肿瘤细胞增殖和组织侵袭是必要的［36］。因此SMO 抑制剂被认为能够阻断该进程的发展。例如Robinson 研究表明Vismodegib（一种SMO 抑制剂）对复发性SHH 群MB 有抑制作用［37］。和化疗药物一样，长期使用这类药物会存在耐药，机制较复杂。有研究表明，当使用SMO 抑制剂sonidegib 后，MB 细胞的纤毛发生基因的反复突变导致纤毛丢失，并导致耐药性［38-39］。又例如磷脂酰肌醇3 激酶（PI3K）途径的激活，使肿瘤细胞以独立于SHH 信号的方式生长。因此使用SMO 抑制剂和PI3K 抑制剂联合治疗可以延缓单用SMO 抑制剂出现的耐药性［40］。

2.5 自体干细胞移植治疗以及贝伐单抗

对于3 岁以下患儿来说，一般认为放疗弊大于利。现有研究表明大剂量化疗（HDC）联合自体干细胞移植（ASCR）可以作为一种避免放疗的治疗策略，已在新诊断和复发的MB 患者中得到应用［41］。使用自体干细胞有效性和安全性已得到验证［42］，当前ASCR 联合HDC 也作为复发和进展MBs 的放疗补救治疗方案。贝伐单抗是一种重组人源化抗血管内皮生长因子（VEGF）的单克隆抗体，通过抑制VEGF 诱导的血管形成，使肿瘤稳定或抑制肿瘤生长。贝伐单抗也运用于MB 治疗中，尤其是转移性和复发性MB 治疗，贝伐单抗具有较好疗效的同时，不伴随明显副作用［43］。