腦膠質(zhì)瘤圍手術(shù)期分子標(biāo)志物檢測(cè)必要性

努爾艾合麥提江·牙力昆（綜述），木依提·阿不里米提（審校）

（新疆醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，新疆 烏魯木齊）

0 引言

膠質(zhì)瘤(Glioma)雖然較其他腫瘤罕見，但大部分膠質(zhì)細(xì)胞瘤為惡性，卻是世界各地年輕人和兒童癌癥相關(guān)死亡的主要原因之一，我國(guó)5 年病死率居于所有惡性腫瘤第三位[1]。即使采用放化療聯(lián)合手術(shù)切除對(duì)患者進(jìn)行積極治療，高級(jí)別膠質(zhì)瘤也只有不到6%的[2]患者獲得5 年生存率，3/4 的患者生存期低于2 年。手術(shù)切除作為膠質(zhì)瘤的“殺手锏”，術(shù)中喚醒實(shí)施手術(shù)切除發(fā)展到單純術(shù)中神經(jīng)導(dǎo)航[3]并緊跟影像學(xué)的發(fā)展步伐，已開展到多模態(tài)神經(jīng)導(dǎo)航技術(shù)(multimodal neural navigation technique)[4]以及聯(lián)合術(shù)中熒光輔助成像等更多輔助手段使得手術(shù)切除高度精準(zhǔn)化，病灶切除率甚至在“危險(xiǎn)”區(qū)域已達(dá)到85%以上，不僅有效延長(zhǎng)患者生存時(shí)間，功能恢復(fù)、生活質(zhì)量亦得到有效改善[5]。然而90%的腫瘤在切除邊緣處出現(xiàn)復(fù)發(fā)[6]，歸根結(jié)底我們一直在解決“后患”，仍然無法徹底阻止膠質(zhì)瘤的復(fù)發(fā)。有時(shí)甚至懷疑是否手術(shù)切除造成這種高復(fù)發(fā)率，是否還有其他輔助干預(yù)措施使得療效更加完美。從微觀角度思考，這不僅牽涉到腫瘤細(xì)胞自身的浸潤(rùn)、遷移、凋亡分子機(jī)制，更需要關(guān)注圍手術(shù)期分子機(jī)制的改變?nèi)绾斡绊懖煌嫫陬A(yù)后。

膠質(zhì)瘤細(xì)胞擠壓、浸潤(rùn)和破壞鄰近邊緣的正常腦組織細(xì)胞，嚴(yán)重干擾細(xì)胞正常代謝過程，進(jìn)一步引發(fā)不同的分子應(yīng)急機(jī)制。而手術(shù)切除病灶的同時(shí)不可避免損傷腫瘤邊緣非功能區(qū)腦組織，皮層和實(shí)質(zhì)切口、術(shù)中出血、腦葉被壓縮以及電凝所致的熱損傷等引起的手術(shù)性腦損傷(surgical brain injury,SBI)，同樣引起正常腦組織和腫瘤細(xì)胞的生物分子代謝過程。研究報(bào)道[7]，中樞神經(jīng)系統(tǒng)受手術(shù)創(chuàng)傷觸發(fā)生理愈合和再生過程，這個(gè)過程可以被癌細(xì)胞“劫持”利用致使腫瘤復(fù)發(fā)。手術(shù)切除腫瘤組織邊緣時(shí)，可造成血腦屏障的破壞、腦水腫、神經(jīng)元死亡、星形膠質(zhì)細(xì)胞增生，并誘導(dǎo)神經(jīng)炎癥反應(yīng)、血管生成、多種生長(zhǎng)因子和蛋白酶等產(chǎn)生并進(jìn)一步在腦組織中發(fā)揮作用[8]。炎癥反應(yīng)和血管生成是公認(rèn)的腫瘤促進(jìn)過程，腦損傷后參與組織修復(fù)過程中的許多分子或許參與膠質(zhì)瘤的生長(zhǎng)、復(fù)發(fā)、遷移及凋亡過程[9]。腦組織修復(fù)過程中血管生成、炎癥反應(yīng)等產(chǎn)生生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子以及轉(zhuǎn)錄因子，很可能會(huì)反過來激活或抵抗腫瘤的增殖、凋亡基因，這系列復(fù)雜的過程機(jī)制尚待進(jìn)一步研究闡明。

為早期識(shí)別發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)測(cè)短期和長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)，圍手術(shù)期有效監(jiān)測(cè)并盡可能應(yīng)用神經(jīng)保護(hù)干預(yù)措施來改善將是早期最有效措施之一，然而目前尚無實(shí)用的方式進(jìn)行圍手術(shù)期相關(guān)監(jiān)測(cè)。因此研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了血液檢測(cè)分子標(biāo)志物。

1 膠質(zhì)瘤診斷性分子標(biāo)記物

2016 年世界衛(wèi)生組織對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的分類首次使用了除組織學(xué)外的分子參數(shù)來進(jìn)行定義，從而為如何在分子學(xué)特征領(lǐng)域進(jìn)行中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤診療形成了一個(gè)嶄新的概念[10]。這也鼓舞神經(jīng)科學(xué)在分子學(xué)特征領(lǐng)域繼續(xù)開展相關(guān)研究，尋找新的突破點(diǎn)，攻克浸潤(rùn)、遷移、耐藥及復(fù)發(fā)相關(guān)機(jī)制。

GSCs 來源于神經(jīng)干細(xì)胞(neural stem cells，NSCs)，具有自我更新、多系分化潛能和對(duì)常規(guī)化療的抵抗力, 被認(rèn)為是存在于腫瘤發(fā)生的起始段，更具有誘導(dǎo)血管生成、轉(zhuǎn)移和自我調(diào)節(jié)治療反應(yīng)的潛力。并且由于腫瘤干細(xì)胞導(dǎo)致的DNA修復(fù)能力的增強(qiáng)，GSCs 可以從常規(guī)治療壓制中迅速自我恢復(fù)，這也導(dǎo)致膠質(zhì)瘤患者產(chǎn)生抗藥性并復(fù)發(fā)，造成了膠質(zhì)瘤診療最棘手的問題——藥物難治性復(fù)發(fā)。國(guó)內(nèi)研究報(bào)道[11]，在膠質(zhì)瘤患者術(shù)前外周血炎性細(xì)胞中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞比值(neutrophil /lymphocyte ratio，NLR)、衍生的NLR(dNLR)及血小板/淋巴細(xì)胞比值(platelet / lymphocyte ratio，PLR)升高，而淋巴細(xì)胞/單核細(xì)胞比值(lymphocyte / monocyte ratio，LMR)和后營(yíng)養(yǎng)指數(shù)(post nutritional index，PNI)降低。并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，NLR+LMR 組合作為非侵襲性生物標(biāo)志物對(duì)膠質(zhì)瘤的診斷具有較高的敏感性和特異性，可用于膠質(zhì)瘤與聽神經(jīng)瘤和腦膜瘤鑒別診斷，在HGG 與低級(jí)別膠質(zhì)瘤的鑒別診斷中也有較高的價(jià)值，然而這些分子標(biāo)志物更是參與術(shù)前炎癥反應(yīng)的重要標(biāo)志物。另外，GSCs 還表現(xiàn)出CD15、CD36、CD44 和CD49f/整合素標(biāo)記[12-14]，相關(guān)研究表明有可以通過針對(duì)這些表面標(biāo)記特異性單克隆抗體來靶向GSCs。越來越多的證據(jù)表明，還有許多重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑參與了GSCs的形成轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，如Notch、Sonic Hh、Wnt/β-catenin Akt 和STAT3 信號(hào)通路[15,16]等。然而，由于這些信號(hào)通路及相關(guān)表達(dá)因子在NSCs 同樣有表達(dá)，并且NSCs 與GSCs 之間存在大量的重疊的信號(hào)通路。因此，很難精確定位GSCs 相關(guān)信號(hào)通路及表面分子標(biāo)志物，需要開展更多相關(guān)上下游調(diào)控因子信號(hào)通路實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)一步闡明。

2 膠質(zhì)瘤圍手術(shù)期腦損傷

硫酸軟骨素蛋白多糖(chondroitin sulfate proteoglycans，CSPGs)存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞外基質(zhì)，參與神經(jīng)發(fā)育相關(guān)過程，更是膠質(zhì)瘢痕的組成成分，可抑制軸突再生[17]。當(dāng)腦組織損傷時(shí)，CSPGs 被神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)性顯著上調(diào)，在病灶周圍形成“膠質(zhì)瘢痕”，限制軸突的可塑性、再生、再髓鞘化。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤最具危害的特征是通過腫瘤細(xì)胞外基質(zhì)介導(dǎo)的高度侵襲性，CSPGs 可在膠質(zhì)瘤細(xì)胞外基質(zhì)同樣處于表達(dá)，形成非侵襲性細(xì)胞的囊膜，可直接抑制腫瘤的侵襲。糖基化的CSPGs 在膠質(zhì)瘤通過促進(jìn)非侵襲性腫瘤表型發(fā)揮“腫瘤組織者”的作用，可促進(jìn)切除緣處初始離散性復(fù)發(fā)的形成[18]。另有研究總結(jié)了創(chuàng)傷后神經(jīng)膠質(zhì)瘤的診斷標(biāo)準(zhǔn)[19]，腦外傷引起繼發(fā)性“二次損傷”形成創(chuàng)傷性腦損傷瘢痕，間隔一年后腫瘤組織在創(chuàng)傷性腦損傷瘢痕基礎(chǔ)上發(fā)展。說明在損傷愈合過程中，腫瘤促進(jìn)和腫瘤抑制活動(dòng)之間存在一種平衡。

研究發(fā)現(xiàn)[20]，參與腦組織損傷修復(fù)過程的分子標(biāo)記物IL-1b、IL-6、bFGF 等，同時(shí)也參與促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲過程。當(dāng)發(fā)生腦組織損傷時(shí)，由星形膠質(zhì)細(xì)胞和膠質(zhì)細(xì)胞分泌IL-6，另外巨噬細(xì)胞通過破壞的血腦屏障部位流動(dòng)到達(dá)損傷部位被單核細(xì)胞激活并分泌IL-6。然而在正常情況下，它的表達(dá)是非常低的，損傷誘導(dǎo)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生大量IL-6。由免疫系統(tǒng)的外周細(xì)胞分泌，隨血液流動(dòng)，導(dǎo)致其在受傷部位的濃度顯著增加。大量IL-6 增加血管通透性影響腦循環(huán)，并進(jìn)一步更大范圍破壞血腦屏障，還可加重腦水腫程度。說明膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展過程與炎癥反應(yīng)存在密不可分的關(guān)系，不僅是膠質(zhì)瘤本身，手術(shù)引起的腦損傷同樣可以引發(fā)不同程度的炎癥反應(yīng)。因此，圍手術(shù)期關(guān)注膠質(zhì)瘤自身分子免疫代謝標(biāo)志物的同時(shí)，檢測(cè)手術(shù)性腦損傷相關(guān)炎癥反應(yīng)分子標(biāo)志物至關(guān)重要。

3 展望

由于炎癥和癌癥之間的聯(lián)系，抗炎治療可以抑癌，也可以促癌，這取決于如何控制關(guān)鍵的靶向調(diào)控機(jī)制。另外通過抑制腫瘤生長(zhǎng)的抗血管生成藥物迄今為止也未能有效延長(zhǎng)生存期，部分原因可能由于該效應(yīng)誘導(dǎo)新的腦組織炎癥反應(yīng)進(jìn)而促進(jìn)癌癥干細(xì)胞樣表型、細(xì)胞侵襲或抵抗凋亡過程。因此，如何把握圍手術(shù)期腦組織修復(fù)及促腫瘤復(fù)發(fā)向腦組織修復(fù)及抑制腫瘤活動(dòng)發(fā)展至關(guān)重要，也是關(guān)鍵靶點(diǎn)。為此需要關(guān)注腦膠質(zhì)瘤圍手術(shù)期腦組織損傷炎癥反應(yīng)及血管生成分子表達(dá)物，早期重點(diǎn)監(jiān)測(cè)并適當(dāng)靶向干預(yù)使得患者圍手術(shù)期早期良好康復(fù)的同時(shí)遠(yuǎn)期達(dá)到更低的復(fù)發(fā)率及更好的預(yù)后效果。理想的神經(jīng)生物學(xué)標(biāo)志物應(yīng)具有與其他損傷標(biāo)志物如心肌肌鈣蛋白相似的特征。因此，“腦肌鈣蛋白”應(yīng)該具備中樞神經(jīng)特異性，不僅易于在血液中檢測(cè)，且成本較低，對(duì)胞質(zhì)和細(xì)胞外蛋白水解活性具有抗性，甚至可以達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。另外還應(yīng)該具有評(píng)估短期病情或預(yù)測(cè)長(zhǎng)期預(yù)后的高敏感性和特異性。