散發(fā)性嗜鉻細(xì)胞瘤和副神經(jīng)節(jié)瘤的分子遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究進(jìn)展

車金娜 曹彩霞

(青島大學(xué)附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，山東 青島 266003)

嗜鉻細(xì)胞瘤(PHEO)起源于腎上腺髓質(zhì)的嗜鉻細(xì)胞，而PPGLs則起源于腎上腺外的嗜鉻細(xì)胞，主要位于胸、腹部及盆腔的脊柱旁交感神經(jīng)節(jié)鏈，少部分位于頭頸部的副交感神經(jīng)節(jié)鏈，該病患者年齡分布范圍比較廣泛，平均年齡為44歲，患者在性別方面比較無較大差異。嗜鉻細(xì)胞瘤和副神經(jīng)節(jié)瘤(PPGLs)依據(jù)患者的基因類型不同,其臨床表現(xiàn)具有較大差異，常見有高血壓、多汗、頭痛及心悸等[1]。PPGLs可表現(xiàn)為功能性的，分泌兒茶酚胺；或者表現(xiàn)為無功能性的。通過目前的影像學(xué)檢查，20%～30%的PPGLs患者是意外被發(fā)現(xiàn)[2]。大約50%的PPGLs存在基因突變,其中35%～40%為胚系突變,最常見的突變基因包括VHL基因、琥珀酸脫氫酶(SDH)基因、RET以及NF1基因[1,3]。散發(fā)性PPGLs往往是單中心的，非雙側(cè)的，而家族性的PPGLs多為雙側(cè)以及多中心的。近年來研究發(fā)現(xiàn)，PPGLs可在25%～30%的散發(fā)性PPGLs中發(fā)生，而且常發(fā)生在40歲之后, 且散發(fā)性PPGLs發(fā)病率越來越高[4]。最近有研究指出，在患有PPGLs的年輕人中，即使腫瘤是散發(fā)性的，也應(yīng)盡早進(jìn)行基因檢測(cè)。而在50歲之后的人群中，散發(fā)性PPGLs患者發(fā)病率可達(dá)5%，因此對(duì)于該人群無論腫瘤是否具有功能性，都應(yīng)盡早進(jìn)行基因檢測(cè)的篩查[5]。

目前在對(duì)PPGLs的研究中發(fā)現(xiàn)，超過19個(gè)基因突變可導(dǎo)致腫瘤形成，至少有12個(gè)基因與癥狀性PPGLs有關(guān)聯(lián)[1]?？偟膩碚f，胚系和體系突變?cè)赑PGLs已知基因中的發(fā)生率可達(dá)60%[6]。且近年研究顯示，表觀遺傳學(xué)也在PPGLs發(fā)病中發(fā)揮著重要作用。因此，本文將就散發(fā)性PPGLs的分子遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究進(jìn)展作一綜述。

1 散發(fā)性PPGLs相關(guān)基因突變

1.1 SDH基因

SDH位于線粒體內(nèi)膜，在三羧酸循環(huán)(TCA)和電子傳遞鏈的復(fù)合體2中有重要的作用，該酶由4個(gè)亞單位(SDHA、SDHB、SDHC、SDHD)組成[7]。SDHB、SDHD基因突變可以導(dǎo)致線粒體內(nèi)電子傳遞呼吸鏈的異常，使琥珀酸累積，琥珀酸增高會(huì)抑制α-酮戊二酸雙加氧酶和脯氨酰羥化酶(PHD)的活性，進(jìn)而導(dǎo)致缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)穩(wěn)定性增加以及DNA和組蛋白的甲基化，促進(jìn)上皮細(xì)胞向間葉細(xì)胞轉(zhuǎn)化，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤形成[8-9]。當(dāng)在非嗜鉻組織中存在PPGLs轉(zhuǎn)移病灶時(shí)則定義為惡性PPGLs,約占10%～17%，其中超過40%的惡性PPGLs的發(fā)病與SDHB基因突變有關(guān)[3]。在一項(xiàng)回顧性分析研究中，研究者綜合分析了基因、臨床、生化及組織學(xué)變量與PPGLs患者預(yù)后之間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)SDHB基因突變和原發(fā)腫瘤大小可作為PPGLs患者預(yù)后相關(guān)的獨(dú)立性危險(xiǎn)因素[10]。

SDHB基因突變相關(guān)性PPGLs常發(fā)生于腎上腺外副神經(jīng)節(jié)瘤，JOCHMANOVA等[9]在一項(xiàng)對(duì)SDHB基因突變攜帶者的研究中發(fā)現(xiàn)，性別對(duì)于PPGLs的外顯率有重要的影響，男女之間有較大差異，男性相對(duì)于女性診斷年齡較早，因此男性的預(yù)后較好。該研究同時(shí)顯示，在有SDHB基因突變的PPGLs患者中，大約有59.44%的患者已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)移[9]。因此建議對(duì)于有轉(zhuǎn)移的PPGLs患者，應(yīng)盡早的進(jìn)行SDHB基因檢測(cè)。而對(duì)于PPGLs患者術(shù)前是否行SDHB基因檢測(cè)，還需要進(jìn)一步的研究探討[11]。

在2008年P(guān)IGNY等[12]報(bào)道了第一例關(guān)于PPGLs的SDHD基因突變的患者,為SDHD基因的失活突變，是常染色體顯性突變，有SDHD基因突變的患者多發(fā)生頭頸部PGL。另外，在研究中發(fā)現(xiàn)母親SDHD等位基因突變后，后代的發(fā)病率增大，考慮與母系遺傳有關(guān)[13]。

石穿等[14]對(duì)126例PPGLs患者的140份腫瘤標(biāo)本進(jìn)行SDHB、SDHC免疫組化染色研究結(jié)果顯示，SDHB染色陰性腫瘤中22.9%為惡性，而染色陽性腫瘤僅3.8%為惡性，腫瘤標(biāo)本SDHB、SDHC免疫組化檢查可以作為篩查PPGLs患者有無SDHx基因胚系突變的方法。同時(shí)對(duì)于SDHB染色陰性的PPGLs患者應(yīng)密切隨訪，除外惡性腫瘤。

1.2 NF1基因

NF1基因最初在神經(jīng)纖維瘤病1型中被發(fā)現(xiàn)并以此來命名，神經(jīng)纖維瘤病1型是一種常染色體顯性遺傳疾病，發(fā)病率約為1/3 500，發(fā)病年齡平均為40歲。NF1是一種腫瘤抑制基因，其染色體定位于17p11.2，其功能缺失會(huì)導(dǎo)致RAS信號(hào)下調(diào)和腫瘤形成[15]。在神經(jīng)纖維瘤病1型中，PPGLs的發(fā)生率約為5%，但最近有研究報(bào)道其發(fā)生率可高達(dá)15%[16]。而大約20%的散發(fā)性PPGLs有NF1基因突變，該基因突變與散發(fā)性PPGLs的發(fā)生具有密切關(guān)系[17]。

1.3 EPAS1基因

HIF是由α和β亞單位組成，α亞單位可以分為HIF1α、HIF2α、HIF3α。HIF是由缺氧誘導(dǎo)的并由氧依賴性PHD調(diào)控[18]。在低氧時(shí)，PPGLs細(xì)胞中PHD活性下降，導(dǎo)致HIFα穩(wěn)定化并隨后激活缺氧反應(yīng)中靶向基因的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，包括代謝的改變及血管的生成。內(nèi)皮素-1(EDN1)具有穩(wěn)定HIF1α的作用，近來有研究推斷PPGLs的發(fā)展與EDN的信號(hào)通路有關(guān)，尤其是在PPGLscluster1基因突變中，例如基因SDHx、FH、VHL等[8]。最近研究發(fā)現(xiàn)EPAS1(HIF2α)基因也可能與PPGLs的形成有關(guān)，在一項(xiàng)對(duì)42例非家族性PPGLs患者的研究中，人們發(fā)現(xiàn)EPAS1 9號(hào)、12號(hào)外顯子在散發(fā)性、非家族性PPGLs患者中突變頻率較高，并表明EPAS1突變腫瘤表現(xiàn)出一種偽缺氧表達(dá)模式，證實(shí)了該基因突變的致癌作用[19]。

1.4 HRAS基因

最近研究證實(shí)，HRAS基因突變可能為PHEO復(fù)發(fā)的原因之一，HRAS基因熱點(diǎn)區(qū)13和61位密碼子突變可激活腫瘤的轉(zhuǎn)化特性。而RAS家族中的其他成員，如NRAS和KRAS突變，未在PHEO中發(fā)現(xiàn)。在一項(xiàng)對(duì)156例PPGLs患者的研究中發(fā)現(xiàn)，11例患者發(fā)生HRAS基因突變，常發(fā)生在散發(fā)性PPGLs患者中，而c.182A>T是在PPGLs研究中新發(fā)現(xiàn)的突變位點(diǎn)。在該研究中，與HRAS突變相關(guān)的PPGLs均為良性，提示HRAS突變?cè)诹夹訮PGLs中發(fā)揮驅(qū)動(dòng)者的作用[20]。CRONA等[21]報(bào)道HRAS基因突變與RAS/RAF/ERK信號(hào)通路激活有關(guān)，并且與良性和散發(fā)性男性PPGLs患者也有相關(guān)性。

1.5 RET基因

多內(nèi)分泌腺瘤病2型(MEN2)是一種家族遺傳性腫瘤綜合征，其發(fā)病與RET基因相關(guān)，基于不同的表型可分為MEN2a型和MEN2b型，超過90%的患者為MEN2a型，包括甲狀腺髓樣癌、甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥及PPGLs。MEN2a型中大約有50%的患者會(huì)并發(fā)PPGLs，多為雙側(cè)發(fā)病，一般為良性，而MEN2b型較少并發(fā)PPGLs[22]。然而在PPGLs患兒當(dāng)中，MEN2b型相比MEN2a型惡變率更高[23]。因此，年齡小于50歲、雙側(cè)PHEO、血或尿中兒茶酚胺濃度有意義升高的散發(fā)性PPGLs患者，應(yīng)盡早行RET基因篩查，以預(yù)防其他腫瘤的發(fā)生[24]。

1.6 VHL基因

VHL病是一種常染色體顯性遺傳性疾病綜合征，VHL基因定位于染色體3p25.3，包含3個(gè)外顯子。該病患者可發(fā)生腎血管瘤、神經(jīng)血管母細(xì)胞瘤、胰腺囊腫、神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤、腎細(xì)胞癌、附睪的囊腺瘤以及PPGLs(多為良性)。該病患者發(fā)病的平均年齡約為30歲，人群發(fā)病率約為1/36 000[25]。該病的發(fā)生部位最常見于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，而PPGLs的發(fā)生率約占20%，在非SDH突變的頭頸部PGL中VHL基因突變率約為50%，這預(yù)示著VHL基因突變?cè)谏l(fā)性頭頸部PGL中發(fā)揮著重要的作用[26]。VHL相關(guān)性PPGLs大都是雙側(cè)和多發(fā)性的，而且因?yàn)槿狈Ρ揭野?N-甲基轉(zhuǎn)移酶(PNMT)，所以只產(chǎn)生去甲腎上腺素[27]。導(dǎo)致PPGLs的原因常見的為VHL基因錯(cuò)義突變[28]。PHD2-VHL-HIF-2α信號(hào)通路在紅細(xì)胞的生成中發(fā)揮重要作用，該信號(hào)通路的改變可能與腫瘤的生成也有一定關(guān)系[29]。

1.7 其他相關(guān)基因

近年來隨著對(duì)SDH家族的研究發(fā)現(xiàn)，SDH相關(guān)基因(SDHAF1、SDHAF2、SDHAF3、SDHAF4)等發(fā)生突變對(duì)PPGLs的發(fā)生也產(chǎn)生了重要的影響[30]。SDHAF2突變最常發(fā)生于副交感神經(jīng)性PGL，但是在PHEO中是否發(fā)生SDHAF2突變到目前為止未見報(bào)道[8]。而影響三羧酸循環(huán)通路的其他相關(guān)基因，如異檸檬酸脫氫酶(IDH)、延胡索酸水化酶(FH)、蘋果酸脫氫酶(MDH)等基因可激活假性缺氧通路或是引起超甲基化導(dǎo)致PPGLs的形成，這與SDHx突變的致癌機(jī)制相似[31-33]。

隨著分子遺傳學(xué)研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)了更多新的與PPGLs相關(guān)的基因。TMEM127基因蛋白功能喪失會(huì)激活下游調(diào)控因子，如S6K和4EBP1，進(jìn)而導(dǎo)致PPGLs的發(fā)生[34]。KIF1Bβ是一種新發(fā)現(xiàn)的腫瘤抑制基因，其染色體定位于1p36.22，是PHD的下游效應(yīng)器之一，但其具體作用機(jī)制尚不明確[35]。另外MAX、ATRX、ARHI、MAML3等基因與PPGLs的侵襲性有關(guān)，有研究表明ATRX基因突變?yōu)檗D(zhuǎn)移性PPGLs的獨(dú)立性危險(xiǎn)因素[36-38]。約1.12%的PPGLs患者會(huì)發(fā)生MAX胚系突變，而在散發(fā)性PPGLs患者中突變概率較低[39]。近來一項(xiàng)全外顯子測(cè)序研究發(fā)現(xiàn)，MYCN基因、MYO5B基因及VCL基因等相關(guān)黏附基因突變也與惡性PPGLs的發(fā)生密切相關(guān)[40]，但其具體機(jī)制有待進(jìn)一步探討。

2 PPGLs表觀遺傳學(xué)研究

過去認(rèn)為PPGLs是一種罕見的神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤，而近年來發(fā)現(xiàn)PPGLs已成為繼發(fā)性高血壓的常見病因，并且大部分為散發(fā)型PPGLs，其在高血壓人群中發(fā)病率達(dá)0.6%，然而在難治性高血壓患者中高達(dá)20.0%[41]。其具體的表觀遺傳學(xué)機(jī)制不明，而隨著表觀遺傳學(xué)的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)其作用越來越重要，表觀遺傳變異分析在分子腫瘤學(xué)研究中成為不可或缺的一部分。

2.1 DNA甲基化

近年來發(fā)現(xiàn)了多種惡性腫瘤中特異的CpG部位的異常DNA甲基化，并且CpG部位啟動(dòng)子的表觀遺傳調(diào)控為潛在的致癌機(jī)制。DNA異常甲基化會(huì)影響細(xì)胞調(diào)控及腫瘤形態(tài)學(xué)。北京協(xié)和醫(yī)院從事的一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，30.4%的PPGLs患者存在p16基因高度甲基化，甲基化陽性率PGL高于PHEO，惡性PPGLs多于良性，提示p16基因啟動(dòng)子區(qū)甲基化是該基因失活的主要原因。對(duì)DNA甲基化譜的研究發(fā)現(xiàn)，RDBP基因的高甲基化與PPGLs的轉(zhuǎn)移有關(guān)，因此RDBP基因可以幫助我們對(duì)有發(fā)生轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)的PPGLs患者進(jìn)行分級(jí)[42]。

2.2 組蛋白修飾

此外，組蛋白修飾對(duì)基因的表達(dá)也具有重要影響，例如H3K4me3及H3K27me3分別與基因的激活和沉默有關(guān)[43]。但迄今針對(duì)PPGLs表觀遺傳學(xué)的研究?jī)H限于特定基因的啟動(dòng)子區(qū)CpG甲基化，尚未見到H3K4me3和H3K27me3甲基化修飾及缺氧誘導(dǎo)因子在惡性PPGLs發(fā)病機(jī)制中作用的報(bào)道。最近一項(xiàng)全DNA甲基化分析的研究中，通過不同的甲基化模式及不同的驅(qū)動(dòng)突變將PPGLs進(jìn)行分群后，發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤相比較良性腫瘤，其甲基化指數(shù)要更低[44]。

2.3 microRNA

目前研究發(fā)現(xiàn)miR-483-5p、miR-183、miR-21和miR-210在惡性PPGLs組織中呈現(xiàn)高表達(dá)[45]。CASTRO-VEGA等[46]報(bào)道m(xù)iRNA182/96/183在轉(zhuǎn)移性PPGLs中表達(dá)上調(diào)。microRNA表達(dá)水平對(duì)鑒別良、惡性PPGLs有重要參考價(jià)值。

總之，PPGLs作為一種較少見的神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤，由于早期通過臨床表現(xiàn)及病理無法確診PPGLs的良惡性，對(duì)患者的早期診斷與治療造成了嚴(yán)重的影響。有研究試圖借助病理檢查結(jié)果創(chuàng)建一個(gè)評(píng)分系統(tǒng)來評(píng)估患者的預(yù)后，如PASS評(píng)分、GAPP評(píng)分，以及最近改進(jìn)的M-GAPP評(píng)分等，但臨床應(yīng)用效果有限。而隨著基因檢測(cè)技術(shù)及表觀遺傳學(xué)的發(fā)展，對(duì)散發(fā)性PPGLs患者早期進(jìn)行基因篩查，可以發(fā)現(xiàn)基因突變與腫瘤惡變之間的相關(guān)性，可為惡性PPGLs早期診治提供依據(jù)。而關(guān)于病理評(píng)分和基因檢測(cè)結(jié)果的結(jié)合能否更好地對(duì)PPGLs患者的預(yù)后和轉(zhuǎn)歸進(jìn)行預(yù)測(cè)，需要進(jìn)一步研究與探討。