嗜铬细胞瘤和副神经节瘤的分类更新与分子遗传学研究进展
2021-01-23李琴,姜勇
李 琴,姜 勇
副神经节是与自主神经系统相关的弥散性神经内分泌器官,起源于神经嵴,分为交感神经节和副交感神经节。交感神经节沿椎前和椎旁的交感神经链分布,之后沿支配腹膜后和盆腔器官的交感神经分支分布,其中大家最为熟知的是肾上腺髓质。副交感神经节沿舌咽、迷走神经的颅底、颈部和胸部分支分布,其中大家较为熟悉的是颈动脉体。肾上腺髓质细胞也被称为嗜铬细胞,是由于早期发现肾上腺髓质可被铬酸盐染成棕色而得名并沿用至今。
嗜铬细胞瘤和副神经节瘤(phaeochromocytoma and paraganglioma, PPGL)均为起源于副神经节的肿瘤,临床并不少见,国外报道在普通高血压门诊患者中PPGL的患病率为0.2%~0.6%[1]。起源于肾上腺髓质者称为嗜铬细胞瘤(phaeochromocytoma, PCC),占PPGL的80%~85%;起源于肾上腺外副神经节者称为副神经节瘤(paraganglioma, PGL),占15%~20%。PCC和交感神经PGL多数会合成和分泌大量儿茶酚胺(catecholamine, CA)、如肾上腺素(epinephrine, E)、去甲肾上腺素(norepinephrine, NE)及多巴胺(dopamine, DA),引起患者继发性高血压病等一系列临床症候群,并可造成心、脑、肾等重要器官的并发症。副交感神经PGL一般不能分泌可引发上述症状的儿茶酚胺量,肿瘤主要因为引起压迫症状或无症状体检时被发现。PPGL病理形态学由神经内分泌细胞和支持细胞构成,典型的结构特征是毛细血管分割的细胞球,支持细胞分布在瘤巢周围(图1A)。肿瘤细胞CgA(图1B)、Syn、CD56等神经内分泌标记均阳性,支持细胞S-100阳性(图1C)。PPGL可与发育相关的神经源性肿瘤如节细胞神经瘤、节细胞神经母细胞瘤、神经母细胞瘤或周围神经鞘瘤相混合,以节细胞神经瘤多见[2-3]。
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PCC既往有“10%肿瘤”之称,即“10%在肾上腺外,10%在儿童时期发病,10%为家族性,10%为双侧,10%多发,10%可能术后复发,10%为恶性,10%属意外发现,10%为功能静止性”。但随着临床报道的增多、分子生物学和遗传学研究的进展,10%的规律已不复存在。PPGL已成为最具遗传倾向的肿瘤,且不同遗传学特征肿瘤的外显率、发病年龄、儿茶酚胺类型、临床表现以及复发/转移率各不相同,所需的检测、治疗和随访的具体方案也不同。病理医师应熟知这一领域的更新及分子遗传学研究进展,以便更有效地为临床处理和患者评估提供帮助。
1 WHO(2017)内分泌器官肿瘤分类的更新
WHO(2004)内分泌器官肿瘤分类中,PCC根据是否发生远处转移分为恶性PCC和良性PCC。但随后研究发现先前诊断为良性的PCC患者,部分病例经过一段时间治疗和随访后出现了复发/转移,因此在最新版WHO(2017)内分泌肿瘤分类中,所有PCC都被定义为恶性肿瘤,并将PCC分为转移性PCC和非转移性PCC,不再保留良性PCC这一分类。PGL在WHO(2014)内分泌肿瘤分类中被定义为交界性/生物学行为不确定性肿瘤,WHO(2017)内分泌肿瘤分类中也被全部归为恶性。美国抗癌联合会(AJCC)第8版TNM分期系统中,也首次将PPGL新增纳入。
PPGL的TNM分期标准(AJCC):T1为最大径<5 cm的肾上腺内PCC,无肾上腺外侵犯。T2有两种情况,一种为最大径≥5 cm的肾上腺内PCC,无肾上腺外侵犯;另一种为任何大小的功能性PGL,无周围组织侵犯。T3为任何大小的PCC和功能性PGL侵犯周围组织,如肝脏、胰腺、脾脏、肾脏。无区域淋巴结转移为N0,有区域淋巴结转移为N1。无远处转移为M0,有远处转移为M1。
PPGL的预后分期分组:出现远处转移即为Ⅳ期(T1-3N0-1M1),出现淋巴结转移或T3为Ⅲ期(T1-3N1M0、T3N0-1M0),T2为Ⅱ期(T2N0M0),T1为Ⅰ期(T1N0M0)。
值得注意的是,非功能性PGL(包括绝大多数副交感神经PGL和1/3的交感神经PGL),不纳入此版TNM分期系统。同时由于腹膜后功能性PGL T分期是从T2开始,所以病理医师应在大体观察和取材时仔细寻找有无残留的肾上腺,镜下也要仔细观察肿瘤周边有无正常肾上腺组织,以明确肿瘤起源于肾上腺内还是肾上腺外腹膜后。
2 转移风险与预测系统
PPGL转移有严格的定义,即原来没有副神经节的部位出现肿瘤,否则应视作多发肿瘤或新发肿瘤。PCC的转移风险约为10%,PGL的转移风险约为40%,PPGL的总体转移风险为10%~20%。现有用于预测PPGL生物学行为的评分系统主要有两个:PASS(Phaeochromocytoma of the Adrenal Gland Scaled Score)评分系统[4]及GAPP(Grading System for Adrenal Phaeochromocytoma and Paraganglioma)评分系统[5]。
PASS评分系统由美国学者Thompson于2002年提出,该评分系统只针对PCC,由12项组织病理学指标组成评分项,每项评分1~2分,总分20分,≥4分则定义为恶性(表1)。由于该评分系统所有指标的评价都具有主观性,可重复性差,因此对同一病例,不同病理医师之间的评分可能不同,甚至同一病理医师在不同的时间对同一病例所作的评分都可能有差异[6]。由于评分项太多且比较庞杂,临床应用的遵从性和可操作性大大减低。
GAPP评分系统由日本学者Kimura等于2014年提出,该评分系统认为所有PPGL都具有恶性潜能,这与WHO(2017)内分泌肿瘤分类的观点相符合。该评分系统将组织病理学指标简化为4项,综合纳入了内分泌生化和Ki-67免疫组化标记(表2)。每项评分0~2分,总分10分,3~6分为中分化,≤2分为高分化,≥7分为低分化。GAPP评分越高,代表肿瘤分化程度越低,恶性程度越高,预后越差,越易发生肿瘤转移或疾病致死。与PASS评分系统相比,该评分系统提出较晚,目前尚未得到其它研究的广泛验证。
表1 肾上腺嗜铬细胞瘤PASS评分系统评分表
表2 肾上腺嗜铬细胞瘤和副神经节瘤GAPP评分系统评分表
Stenman等[7]进行Meta分析发现PASS与GAPP评分系统对高度恶性PPGL的阳性预测值均较低,但阴性预测值可高达99%~100%(表3),提示它们仅可用作高度恶性PPGL的排除算法判断未来转移风险极低的病例,因而使用PASS与GAPP评分系统均存在过度诊断问题。其它研究也得出相似的结果[8]。这两种评分系统的预测效能目前都存在争议,也是其未能被广泛应用的原因。
表3 PASS与GAPP评分系统预测价值的Meta分析
3 分子遗传学研究进展
近年来,PPGL的分子生物学和遗传学研究进展显著。目前研究显示已有20余种基因和PPGL的发生有关,这些基因异常包括胚系突变、体细胞突变以及一种或多种融合基因[9]。现今研究表明至少30%的PPGL是家族遗传性肿瘤。PPGL可分为遗传性和散发性两种类型。
3.1 遗传性PPGL遗传性PPGL主要与下述基因相关:琥珀酸脱氢酶x(succinic dehydrogenase x, SDHx)基因、转染期间重排(rearranged during transfection, RET)基因、VHL(von Hippel-Lindau)基因及神经纤维瘤病1型(neurofibromatosis type 1, NF1)基因突变。但也可由较为罕见的基因突变所致,如MYC相关因子X(MAX)、跨膜结构域蛋白127(TMEM127)、脯氨酸羟化酶2编码基因(EGLN1/PHD2)、延胡索酸水化酶(fumarate hydratase, FH)基因等,其发生率在所有PPGL中均不超过2%[9-11],由于病例较少见,上述部分基因功能尚有待研究。
3.1.1SDHx基因 SDHx基因突变可引起家族性副神经节瘤综合征(familial paraganglioma syndrome, FPS),占遗传性PPGL的10%~50%[12]。其发病与SDHB、SDHC、SDHA、SDHD及琥珀酸脱氢酶装配因子2(succinic dehydrogenase assembly factor 2, SDHAF2)基因突变有关,依据基因突变类型分为五型。这些基因突变可导致琥珀酸脱氢酶活性丧失,通过假性缺氧相关通路引起细胞中缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α, HIF-1α)蛋白的累积,促进肿瘤的发生。FPS患者除发生PPGL外,还可合并肾细胞癌、胃肠道间质瘤和垂体腺瘤等[13-14]。
基因按照突变率由高到低[15]:SDHB基因突变最常见,其可导致4型FPS,为常染色体显性遗传性疾病,以发生纵隔、胸腹腔、盆腔的交感神经PGL为主,突变的外显率为25%~50%[16],SDHB突变的转移风险也最高,为12%~41%[15],超过40%的转移性PPGL与SDHB基因突变有关[1,9,17]。SDHC突变导致3型FPS,常为头颈部副交感神经PGL;SDHA突变与5型FPS相关,多发生交感神经PGL。这两型均为常染色体显性遗传,突变外显率均较低,转移风险尚不明确。1型FPS由SDHD突变引起,突变基因为常染色体显性遗传或父系遗传,多导致副交感神经PGL,SDHD突变是头颈部家族性副交感神经PGL最常见的原因,外显率高,突变携带者到50岁时外显率>60%[18],SDHD突变的转移风险约为4%[15]。2型FPS由SDHAF2突变引起,为常染色体显性遗传或父系遗传,发生率<1%,非常罕见,主要发生副交感神经PGL,目前尚无此型突变PGL转移的报道。
3.1.2VHL基因 VHL基因定位在染色体3p25-p26,为肿瘤抑制基因,VHL突变可引发von Hippel-Lindau综合征,为常染色体显性遗传,其分为VHL1型和VHL2型,其中VHL2型患者中10%~20%伴发肾上腺PCC[19],肿瘤分泌NE,多为双侧发生,患者发病年龄较年轻,有文献报道患者最小年龄2岁[20]。患者常合并血管母细胞瘤、肾透明细胞癌及胰腺病变等[21]。其中约5%VHL突变的PCC存在转移风险[22]。
3.1.3RET基因 该基因突变可引发多发性内分泌肿瘤综合征2型(multiple endocrine neoplasia type 2, MEN2),是由位于10号染色体上RET原癌基因突变所致,为常染色体显性遗传。患者常伴有甲状腺髓样癌、甲状旁腺功能亢进症、黏膜神经纤维瘤等。MEN2患者约有50%发生PPGL,外显率较高,发病平均年龄30~40岁。肿瘤多局限于肾上腺,常为双侧性,主要分泌E,转移风险3%~4%[23]。
3.1.4NF1基因 该基因突变可导致NF1,该基因位于17号染色体q11.2,编码神经纤维蛋白,该蛋白负调控Ras蛋白转导信号。NF1基因突变为常染色体显性遗传,患者表现为多发性神经纤维瘤、皮肤牛奶咖啡斑等。有0.1%~5.7%的NF1患者合并PCC,双侧肾上腺受累多见,发病平均年龄40岁,肿瘤主要分泌E,转移风险约为10%[24-25]。
3.1.5FH基因 Castro-Vega等[26]于2014年筛选了598例没有已知易感基因的PPGL患者,进行全外显子测序,在5例患者中发现了致病性生殖细胞FH基因突变,5例患者中有3例表现为多发,3例发生转移。转移和多发性肿瘤在FH基因突变患者中的频率明显高于无突变患者,提示FH基因突变与恶性/多发性PPGL有明显相关性。
3.2 散发性PPGL散发性PPGL中体细胞突变率低于其他恶性肿瘤,为20%~40%,主要包括HRAS、NF1、EPAS1、RET、CSDE1、SETD2、VHL等基因。融合基因中最常见的是MAML3融合基因,约占PPGL的5%,MAML3基因与UBTF或TCF4基因融合后过表达,导致Wnt通路异常从而促使肿瘤发生,且MAML3融合基因与肿瘤预后不良也存在相关性。目前仍有部分散发性PPGL的发病机制尚不清楚[1,9],有待进一步探索。
3.3 PPGL预后有关的分子遗传学改变PPGL多数呈良性病程,通过手术切除可以成功治愈。部分PPGL会发生远处转移或复发,其中一些患者无法手术,预后差。目前已有一些研究筛选出一些与PPGL预后有关的分子遗传学改变。最著名的与PPGL转移相关的分子危险因素是SDHB基因胚系突变。2017年癌症基因组图谱(TCGA)报道了9种分子标志物与PPGL的不良预后有显著相关性,包括SDHB基因胚系突变、SETD2和ATRX基因的体细胞突变、MAML3融合基因、高发体细胞突变总量、Wnt改变的mRNA亚型、高甲基化的甲基化亚型等[9]。已有多项研究表明,端粒酶逆转录酶(telomerase reverse transcriptase, TERT)的激活是PPGL预后不良的独立危险因素[27-29]。de Cubas等[30]在2015年报道的应用高通量全基因组DNA甲基化分析发现RDBP基因的超甲基化与转移性PPGL相关。Castro-Vega等[26]在2014研究发现FH基因胚系突变与PPGL的不良预后有明显相关性。目前,PPGL转移和侵袭相关的分子遗传学改变研究有限,且尚需继续探索。
4 小结
PPGL的良恶性问题一直困扰着病理医师,按照WHO(2004)诊断标准,只有肿瘤出现转移,才能诊断为恶性,但这种诊断标准明显存在时间延后和事后修正之嫌。WHO(2017)内分泌肿瘤分类将PPGL定义为恶性,减轻了病理医师诊断负担,却给患者和临床医师带来很大的困惑。转移率只有10%~20%的肿瘤,如果全部定义为恶性,会增加患者的心理负担,临床医师在制定治疗和随访方案也比较困难。目前已有的两个转移风险预测评分系统均存在明显的过度诊断问题,只可用作甄别转移风险极低的病例。更有效的预测系统有待病理医师进一步的探索,需结合更多的肿瘤分子遗传学信息加以综合评估。现有的预后分子标志物尚不能完全预测PPGL的行为,未来各种候选分子标记需要经过进一步的独立验证,才能纳入预后预测。