垂體腺瘤分型的歷史、現(xiàn)狀及展望☆

劉小?！●T銘　王任直

·綜 述·

垂體腺瘤分型的歷史、現(xiàn)狀及展望☆

劉小海*馮銘*王任直*

垂體腺瘤 常規(guī)病理分型 分子病理分型

垂體腺瘤分型（pituitary adenoma,PA）種類繁多：內(nèi)分泌科醫(yī)生根據(jù)臨床表現(xiàn)和內(nèi)分泌激素水平，進(jìn)行臨床功能分型，包括無功能垂體腺瘤(nonfunctional PA,NFPA)、泌乳素垂體腺瘤（prolactin,PRL）、生長激素垂體腺瘤（growth hormone,GH）、促腎上腺激素垂體腺瘤（adrenocorti cotro?phic hormone,ACTH）、促甲狀腺激素垂體腺瘤（thyrotropin, TSH）和多功能型垂體腺瘤等；神經(jīng)外科及影像科醫(yī)生則根據(jù)腫瘤的大小、形態(tài)和術(shù)中所見，進(jìn)行腫瘤大小分型（微腺瘤、大腺瘤和巨大腺瘤）和生物學(xué)行為分型（侵襲性腺瘤和非侵襲腺瘤）；病理科醫(yī)師基于腫瘤組織和細(xì)胞病理形態(tài)學(xué)特點(diǎn)，進(jìn)行常規(guī)病理學(xué)分型；而2004年WHO分型根據(jù)腫瘤有絲分裂指數(shù)、Ki-67指數(shù)及P53分為典型性垂體腺瘤和非典型性垂體腺瘤。因此，由于研究者的關(guān)注角度不同，導(dǎo)致多種分型并存。目前臨床應(yīng)用的最廣泛的臨床功能分型，是從腫瘤分泌激素種類和臨床表現(xiàn)角度出發(fā)，并不能在腫瘤分子發(fā)生機(jī)制水平揭示各型垂體腺瘤的區(qū)別，因此，這種分型不能準(zhǔn)確指導(dǎo)臨床診治，亦不能提示患者預(yù)后?？v觀乳腺癌、肺癌等其他惡性腫瘤，目前臨床研究及診療努力的方向是：在腫瘤分子水平，闡明其發(fā)生機(jī)理，繪制腫瘤發(fā)生的分子網(wǎng)絡(luò)；根據(jù)不同的發(fā)生機(jī)制，將腫瘤的常規(guī)分型深入到分子病理分型；并以此為基準(zhǔn)，針對(duì)不同的個(gè)體，進(jìn)行個(gè)性化治療（personalized therapy），這也是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)（precision medicine）的基本含義。雖然垂體腺瘤是良性腫瘤，但其診治路徑的發(fā)展方向仍應(yīng)與惡性腫瘤一致。因此，我們期望通過對(duì)垂體腺瘤發(fā)生機(jī)制的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究（Translational Medicine），在分子水平，揭示垂體腺瘤的發(fā)生、發(fā)展機(jī)理，繪制垂體腺瘤發(fā)生發(fā)展的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，制訂分子病理分型；并以此為基準(zhǔn)，進(jìn)行個(gè)性化治療[1]。更為重要的是，針對(duì)垂體腺瘤分子病理分型的研究，可以作為良性腫瘤轉(zhuǎn)化研究的典型案例，為醫(yī)學(xué)界提供研究良性腫瘤的良好模型和思路[2]。本文對(duì)垂體腺瘤病理分型的歷史、現(xiàn)狀及最新的分子病理分型進(jìn)展做一綜述，并根據(jù)目前已有垂體腺瘤發(fā)生機(jī)制的研究成果，對(duì)未來可能分子病理分型進(jìn)行展望，以期明確垂體腺瘤轉(zhuǎn)化研究的重點(diǎn)。

1　原始分型

有關(guān)垂體腺瘤書面記載的證據(jù)可以追溯到古埃及時(shí)代：阿肯那頓法老（Pharaoh Akhenaten，公元前1352-1336年）的肢端肥大癥表現(xiàn)很可能由于患有垂體生長激素腺瘤[3]。PIERRE MARIE最早于1886年對(duì)肢端肥大癥做了詳盡的描述[3]。一年后，MINKOWSKI的論文中首次明確了肢端肥大癥與垂體腺瘤的關(guān)系[4]。而神經(jīng)外科先驅(qū)庫欣（HARVEY CUSHING）教授，與幾乎同時(shí)代的SIMMOND教授和SHEE?HAN教授，分別詳細(xì)描述了垂體的內(nèi)分泌功能[5]。1948年，Harris教授首先確定了垂體前葉分泌的多種激素，并證實(shí)被下丘腦調(diào)節(jié)，從而真正開始了對(duì)垂體及垂體疾病的研究，具有里程碑意義[6]。而下丘腦-垂體軸的研究成果，造就了三位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者：1954年DU VIGNEAUD，1977年GUILLEMIN和SCHALLY。

20世紀(jì)，明確垂體細(xì)胞與垂體功能之間關(guān)系成為迫切任務(wù)之一。在20世紀(jì)60年代，CALVIN EZRIN博士在加拿大多倫多建立了一個(gè)垂體實(shí)驗(yàn)室，并通過組織化學(xué)染色研究，發(fā)現(xiàn)了多種不同腺垂體細(xì)胞。根據(jù)細(xì)胞漿染色結(jié)果，可以分為嗜酸性垂體細(xì)胞（約占前葉細(xì)胞總數(shù)的15%），嗜堿性垂體細(xì)胞(約占50%)和嫌色性垂體細(xì)胞（約占15%）[7]。這是關(guān)于原始分型的最早記載。1982年，SCHONEMAN根據(jù)腫瘤細(xì)胞細(xì)胞漿蘇木精-伊紅（Hematoxylin Eosin,HE）染色結(jié)果，將垂體腺瘤分為嫌色性、嗜酸性、嗜堿性及混合性腺瘤，并很快得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)時(shí)認(rèn)為：嗜酸性垂體腺瘤過度分GH，造成巨人癥和肢端肥大癥；嗜堿性垂體腺瘤過度分泌ACTH，造成庫欣??；而嫌色性垂體腺瘤不過度分泌激素，是無功能垂體腺瘤。但是，這些病理分型依據(jù)是腫瘤細(xì)胞細(xì)胞漿HE染色結(jié)果，并非對(duì)腫瘤細(xì)胞分泌激素的染色，且缺乏對(duì)腫瘤組織病理形態(tài)學(xué)特征的觀察。同時(shí)，這種分型不能將腫瘤臨床表現(xiàn)和內(nèi)分泌學(xué)特性聯(lián)系起來，某一病理分型可能對(duì)應(yīng)多種內(nèi)分泌癥狀，一種內(nèi)分泌癥狀也可對(duì)應(yīng)多種病理類型，如嗜酸性腺瘤不僅可以是生長激素腺瘤，還可以是泌乳素腺瘤，也可以是無功能腺瘤；同理，嗜堿性垂體腺瘤除了過度分泌ACTH外，也可以是靜止性出題促腎上腺皮質(zhì)激素腺瘤，也可以過度分泌其他激素。而嫌色性垂體腺瘤也可以分泌GH、ACTH、PRL、TSH、卵泡刺激素（follicle-stimulating hormone，F(xiàn)SH)、黃體生成素（Luteinizing Hormone,LH）和alpha亞單位（α-sub?unit）等激素[8]。因此，此種分類法不能提示腫瘤的內(nèi)分泌學(xué)特征和臨床類型，在腫瘤的細(xì)胞衍化及生物學(xué)行為方面也不能提供任何信息，對(duì)臨床診治無實(shí)際意義，目前已棄用，被臨床功能分型所替代[9]。

2　臨床功能分型

20世紀(jì)70年代和80年代是免疫組化和電鏡技術(shù)指導(dǎo)分型的時(shí)代。垂體研究領(lǐng)域KALMAN KOVACS博士和EVA HORNVATH博士對(duì)腺垂體細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞進(jìn)行免疫組化染色，并以此來對(duì)垂體腺瘤進(jìn)行分類，即我們目前仍廣泛采用的臨床功能分型的前身。1965年，國際垂體腺瘤聯(lián)合會(huì)采用腺垂體細(xì)胞所分泌的激素來命名正常垂體細(xì)胞?；诖贵w的多細(xì)胞構(gòu)成，KALMAN KOVACS正式提出了基于腫瘤細(xì)胞分泌激素類型的分型[9]。經(jīng)過完善，衍化為廣泛應(yīng)用的臨床功能分型。此類分型綜合了患者的臨床表現(xiàn)，過度分泌激素類型和免疫組化染色結(jié)果三方面，將垂體腺瘤分為：NFPA、PRL腺瘤、GH腺瘤、ACTH腺瘤、TSH腺瘤和多分泌垂體腺瘤（如GH-PRL混合型等）。臨床功能分型，不僅充分考慮了患者的臨床表現(xiàn)和內(nèi)分泌學(xué)特征，而且從病理水平結(jié)合了組織形態(tài)學(xué)、免疫組化及電鏡超微結(jié)構(gòu)的結(jié)果，對(duì)臨床診斷、治療方式選擇和預(yù)后判斷有一定幫助，是目前臨床應(yīng)用最為廣泛的一種分型方法。

3　分子病理分型

臨床治療中常常發(fā)現(xiàn)，同一病理類型的腫瘤病人，處于相同的TNM分期，選擇同樣的治療方法，對(duì)手術(shù)、放療和化療的反應(yīng)不同，預(yù)后也差異很大。為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？歸根結(jié)底，主要是因?yàn)槟[瘤是一種基因組改變導(dǎo)致的疾病，基因組改變包括點(diǎn)突變，拷貝數(shù)改變和重排等。處于相同常規(guī)分型和TNM分期的腫瘤患者，腫瘤發(fā)生的分子機(jī)理可能不同，如果使用同樣的治療方法，效果必然不同，預(yù)后也不同[10]。1999年，GOLUB T R等在《Science》上撰文，最先提出分子病理分型的概念：利用分子分析技術(shù)，對(duì)基因組及表觀遺傳進(jìn)行診斷研究，揭示腫瘤發(fā)生機(jī)制，對(duì)腫瘤進(jìn)行分子病理分型[22]。這種分型是相對(duì)于目前最常用的腫瘤常規(guī)分型提出的，首次提出從腫瘤的分子發(fā)生機(jī)制層面來對(duì)腫瘤進(jìn)行分類，繪制腫瘤發(fā)生發(fā)展上的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并以此作為治療的依據(jù)，從而達(dá)到個(gè)體化治療[11]。

同理，基于臨床表現(xiàn)、免疫組化及血清激素放免測定的垂體腺瘤臨床功能分型，未能揭示腫瘤在分子發(fā)生機(jī)理方面的不同，近年來弊端漸顯，很多臨床的問題不能解釋[12]，例如：垂體腺瘤的正常人群檢出率高達(dá)16.7%，可見絕大部分腫瘤在體內(nèi)發(fā)生后即生長靜止，而僅有少部分腫瘤生長迅速，其中機(jī)理何如？控制腫瘤發(fā)生后生長速率的機(jī)制是什么？為什么有些腫瘤膨脹性生長，有些侵襲性生長？為什么手術(shù)全切后有些腫瘤得以徹底治愈，有些極易復(fù)發(fā)？為什么某些腫瘤對(duì)放化療敏感，而某些腫瘤耐藥耐放療等[13-17]？對(duì)垂體腺瘤的轉(zhuǎn)化研究不足，垂體腺瘤的發(fā)生、發(fā)展機(jī)理不明確，嚴(yán)重限制了垂體腺瘤分子病理分型的發(fā)展和臨床診治效果的提高。這些問題給臨床診治工作造成很大困惑，僅僅依靠現(xiàn)有的臨床功能分型并不能解釋以上問題。

目前公認(rèn)，垂體腺瘤的發(fā)生是由于基因(原癌基因或抑癌基因)的改變選擇性地使垂體細(xì)胞異常增殖,即垂體腺瘤為單克隆起源。原癌基因激活涉及gsp癌基因、Ras基因、PKC-a基因、C-myc基因及垂體腫瘤轉(zhuǎn)化基因(PTTG)等[18,19,20]。PTTG在垂體腺瘤中高度表達(dá),分泌激素型最明顯,侵襲性腺瘤高于非侵襲性腺瘤,而正常垂體組織中沒有。抑癌基因的失活也涉及多方面,近來對(duì)MEN 1基因研究較多。MEN 1基因于染色體11q13上,MEN 1和部分散發(fā)垂體腺瘤存在11q13位點(diǎn)的雜合丟失。這些說明不同類型的垂體腺瘤存在不同的分子機(jī)制。WHO于2004年組織垂體基礎(chǔ)研究和臨床診治方面的學(xué)者，根據(jù)已有的研究成果，提出了垂體腺瘤的分子病理分型的雛形[21]，見表1。

2004年WHO分型闡明了垂體腺瘤從腫瘤干細(xì)胞發(fā)展成為各型腫瘤過程中的各類決定性轉(zhuǎn)錄因子，如Pit1、Tpit等，對(duì)垂體腺瘤在分子發(fā)生水平進(jìn)行了重新劃分，解釋了一些臨床問題，例如臨床上為何常見GH和PRL混合型腺瘤，不同顆粒腺瘤的預(yù)后差別等。但是，其檢測分子繁多、方法復(fù)雜、費(fèi)用高昂，且針對(duì)特異性轉(zhuǎn)錄因子又暫無特異性的靶向治療方法。目前臨床上仍然不能廣泛應(yīng)用，臨床使用分型仍以功能分型應(yīng)用為主，分子分型為輔[22-24]。因此，如何在腫瘤基因組水平和轉(zhuǎn)錄組水平完善并深化垂體腺瘤分子病理分型，已成為目前垂體腺瘤研究領(lǐng)域亟待解決的問題。

4　展望

垂體腺瘤的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究常常受到以下障礙的影響。一，垂體腺較小，位置深在，且功能重要，很難獲得用于轉(zhuǎn)化研究的正常垂體。二，目前尚無良好的人垂體腺瘤細(xì)胞系及人垂體腺瘤動(dòng)物模型，相關(guān)研究多在鼠源垂體腺瘤細(xì)胞系及動(dòng)物模型上展開。但是，鼠源垂體腺瘤永生化細(xì)胞系多為轉(zhuǎn)入癌基因后轉(zhuǎn)化而得，其生物學(xué)性狀已接近惡性腫瘤細(xì)胞，且與人垂體腺瘤細(xì)胞存在種屬差異，在此平臺(tái)基礎(chǔ)上獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與臨床實(shí)際有較大偏倚。三，腫瘤基因組的檢測和診斷存在特殊的難題。例如：由于混雜有大量非腫瘤細(xì)胞，腫瘤基因組改變?cè)谂R床標(biāo)本中出現(xiàn)頻率很低。加之這些方法局限于已知變異的發(fā)現(xiàn)，不能快速系統(tǒng)的檢測全部基因組，使我們不能充分了解驅(qū)動(dòng)腫瘤形成和轉(zhuǎn)移的基因組改變的全部背景。國際上多個(gè)課題組正在利用或擬利用第二代測序平臺(tái)對(duì)垂體腺瘤全基因組、全外顯子組和轉(zhuǎn)錄組等進(jìn)行大規(guī)模、高深度的測序研究。上海華山醫(yī)院趙曜課題組利用全外顯子組測序技術(shù)，在國際上首次發(fā)現(xiàn)ACTH型垂體瘤特有的高頻泛素特異性蛋白酶8(Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase 8,USP8）基因突變；明確了該突變?cè)贏CTH型垂體瘤中的頻率高達(dá)60%；并進(jìn)一步證實(shí)USP8基因突變可通過增強(qiáng)EGFR-MAPK信號(hào)通路，介導(dǎo)ACTH的過度分泌[25]。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)是對(duì)庫欣病認(rèn)識(shí)歷程中的巨大跨越，由此推動(dòng)該病的治療跨入精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時(shí)代。在垂體無功能腺瘤方面，英國牛津大學(xué)醫(yī)院THAKKER教授課題組通過對(duì)7例垂體無功能腺瘤樣本及對(duì)應(yīng)的外周血標(biāo)本進(jìn)行了基因組測序研究，并未發(fā)現(xiàn)有效的基因突變[26]。在垂體GH腺瘤中，芬蘭赫爾辛基大學(xué)KARHU教授課題組對(duì)12例垂體GH腺瘤樣本及對(duì)應(yīng)的外周血標(biāo)本進(jìn)行了基因組測序研究，亦未發(fā)現(xiàn)有效的基因突變[27]。這是垂體腺瘤領(lǐng)域，僅有的基因測序方面的報(bào)道，因此，我們認(rèn)為，各型垂體腺瘤遺傳學(xué)水平的基因突變需要進(jìn)一步進(jìn)行深入研究，同時(shí)，基因表觀遺傳的改變?nèi)鏒NA甲基化、組蛋白修飾、miRNA和lncRNA等在垂體腺瘤發(fā)生發(fā)展中扮演更重要的角色。

可以預(yù)測，隨著分子遺傳學(xué)技術(shù)特別是基因組測序技術(shù)的巨大進(jìn)步，通過對(duì)癌基因和抑癌基因的高通量篩選，深入了解垂體的發(fā)病機(jī)制成為可能，而基于發(fā)病機(jī)制的分子病理分型，將指日可待。

表1　2004年WHO垂體腺瘤分型

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（責(zé)任編輯：甘章平）

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*中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心，北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科北京協(xié)和醫(yī)院垂體診治中心，衛(wèi)生部內(nèi)分泌重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京 100730）

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