SMO基因突變?cè)诔捎约?xì)胞瘤中的研究進(jìn)展

何優(yōu)雅 季彤

上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院?口腔醫(yī)學(xué)院 口腔頜面-頭頸腫瘤科，國(guó)家口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，上海市口腔醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海市口腔醫(yī)學(xué)研究所 上海 200011

成釉細(xì)胞瘤（ameloblastoma）是口腔頜面部常見的一種良性、生長(zhǎng)緩慢、較少發(fā)生轉(zhuǎn)移但具有局部侵襲性的牙源性上皮性腫瘤。成釉細(xì)胞瘤好發(fā)于下頜骨后部區(qū)域，少數(shù)發(fā)生于上頜骨，然而上頜骨成釉細(xì)胞瘤由于其特殊的解剖結(jié)構(gòu)易于向鄰近的重要區(qū)域擴(kuò)散[1]。

保守的刮治術(shù)常伴隨著高復(fù)發(fā)率，根治性切除術(shù)往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的頜面部畸形和功能障礙[2]。由于這些限制因素，通過(guò)干預(yù)成釉細(xì)胞瘤分子病理相關(guān)的調(diào)控機(jī)制來(lái)進(jìn)行靶向藥物治療的方式越來(lái)越受到研究者關(guān)注，比如一些分子標(biāo)記物包括基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）、表皮生長(zhǎng)因子（epidermal growth fac-tor，EGF）、有絲分裂原激活蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）途徑中的BRAF基因等在成釉細(xì)胞瘤中均有異常表達(dá)。其中MMP-2活性抑制劑通過(guò)降低MMP-2活性來(lái)抑制成釉細(xì)胞瘤的局部侵襲能力[3]?？笶GF靶向治療藥物（如西妥昔單抗）在治療復(fù)發(fā)性成釉細(xì)胞瘤方面取得良好療效[4]。BRAF抑制劑威羅菲尼（vemurafenib）能有效抑制BRAF-V600E突變的成釉細(xì)胞瘤細(xì)胞的增殖[5]。這些潛在的可干預(yù)的靶點(diǎn)，有望避免對(duì)頜骨的廣泛切除和多次手術(shù)。

2014年，Sweeney等[6]通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，39%的成釉細(xì)胞瘤中發(fā)生sonic hedgehog（SHH）信號(hào)通路中的SMO基因突變。SMO基因是除了BRAF基因之外另一種較常發(fā)生突變的基因，其高突變率使得SMO基因成為成釉細(xì)胞瘤分子病理研究領(lǐng)域中新的熱點(diǎn)，SMO基因突變與成釉細(xì)胞瘤的關(guān)系受到研究者的關(guān)注。

1 SMO基因突變?cè)诔捎约?xì)胞瘤中的研究現(xiàn)狀

SMO基因編碼的SMO蛋白是SHH信號(hào)通路中重要的信號(hào)轉(zhuǎn)換器。SHH信號(hào)通路中的SHH蛋白可以激活由PTCH1和SMO形成的膜受體復(fù)合物[7-9]。在無(wú)SHH信號(hào)的情況下，PTCH1抑制SMO活性，并抑制下游基因的表達(dá)；當(dāng)有SHH信號(hào)時(shí)，SHH與PTCH1相結(jié)合，解除了對(duì)SMO的抑制作用，導(dǎo)致SMO磷酸化并改變空間構(gòu)象，釋放調(diào)節(jié)信號(hào)，激活下游鋅指轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)膠質(zhì)瘤癌基因同源體家族（glioma-associated oncogene homoglog，GLI）及相應(yīng)的靶基因，包括Gli1、PTCH1、Cyclin D1、c-Myc和Bcl2，從而調(diào)控細(xì)胞增殖、分化和凋亡[10-12]。

已有研究[13]表明，SHH信號(hào)通路與人類癌癥的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，如在基底細(xì)胞癌、胰腺癌、結(jié)腸癌、黑色素瘤等腫瘤中SHH信號(hào)通路過(guò)度活化。近年來(lái)學(xué)者[14]還發(fā)現(xiàn)，多種牙源性腫瘤也存在SHH信號(hào)通路的異常表達(dá)，提示SHH信號(hào)通路與人類口腔腫瘤可能存在密切的聯(lián)系。早在2002年，Heikinheimo等[15]利用基因芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)成釉細(xì)胞瘤中SHH基因的表達(dá)不足。Kumamoto等[10]在成釉細(xì)胞瘤的上皮和間充質(zhì)成分中進(jìn)一步檢測(cè)到SHH、PTCH1、SMO和GLI1 mRNA的表達(dá)，提示SHH信號(hào)通路可能在成釉細(xì)胞瘤細(xì)胞增殖中發(fā)揮作用。

直到2014年，Sweeney等[6]通過(guò)對(duì)29例石蠟包埋的成釉細(xì)胞瘤標(biāo)本進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)除了最常見的BRAF基因突變（46%），SMO基因也存在較高的突變率（39%）。MAPK信號(hào)通路中的基因突變?cè)谠S多研究中被證實(shí)對(duì)成釉細(xì)胞瘤具有特異性，是成釉細(xì)胞瘤發(fā)病的重要驅(qū)動(dòng)因素，而對(duì)SHH信號(hào)通路中的突變（尤其是SMO突變）在成釉細(xì)胞瘤發(fā)病中的作用存在一定的爭(zhēng)議，好發(fā)于上頜骨，可能成為上頜骨成釉細(xì)胞瘤的標(biāo)志，被認(rèn)為是一種獨(dú)立的致病機(jī)制或者是MAPK途徑的繼發(fā)突變。Sweeney等[6]的研究發(fā)現(xiàn)，SMO突變經(jīng)常與MAPK途徑中的RAS突變（37%）和FGFR2突變（32%）同時(shí)發(fā)生，僅16%的SMO突變?cè)跓o(wú)任何途徑突變的情況下獨(dú)立發(fā)生。Brown等[5]還發(fā)現(xiàn)了其他幾個(gè)較低頻率突變的基因（包括CTNNB1、PIK3CA和SMARCB1）均與MAPK通路或SMO突變同時(shí)發(fā)生。雖然所有的突變均已在其他腫瘤中被證實(shí)，SMO突變與其的關(guān)系尚不清楚。Diniz等[16]的研究數(shù)據(jù)進(jìn)一步論證了SMO突變只可能作為BRAF的繼發(fā)突變，成為上頜骨成釉細(xì)胞瘤的標(biāo)志證據(jù)不足。張旭東[17]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示SMO突變?cè)谏舷骂M骨發(fā)病率的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。SMO基因突變可能與組織學(xué)類型有關(guān)，Sweeney等[6]觀察到80%表現(xiàn)為叢狀型的成釉細(xì)胞瘤為BRAF野生型、SMO突變型，其中SMO突變率為50%；Brown等[5]的研究未發(fā)現(xiàn)SMO突變與組織分型有明顯相關(guān)性。雖然統(tǒng)計(jì)學(xué)上SMO的組織學(xué)分型與基因型沒有顯著關(guān)聯(lián)，但通過(guò)兩種獨(dú)立的突變基因和不同的組織學(xué)分型來(lái)區(qū)分成釉細(xì)胞瘤，是成釉細(xì)胞瘤分子生物學(xué)研究領(lǐng)域的重要突破。

近年來(lái)的研究[18-19]顯示SMO突變多發(fā)于上頜骨，Gültekin等[18]的數(shù)據(jù)證明SMO突變優(yōu)先發(fā)生于老年患者（平均年齡為67歲）的上頜骨中，與下頜骨成釉細(xì)胞瘤相比，上頜骨成釉細(xì)胞瘤的總體預(yù)后更差，而且復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)與突變狀態(tài)之間有顯著相關(guān)性，多基因突變的成釉細(xì)胞瘤復(fù)發(fā)率最高。而Brown等[5]和張旭東[17]均報(bào)道SMO突變傾向發(fā)生于年輕人。因此有人提出不同分子途徑驅(qū)動(dòng)的具有不同組織學(xué)類型和臨床特征的成釉細(xì)胞瘤可能需要不同的治療方法。

隨著研究的增多，很多學(xué)者發(fā)現(xiàn)SMO基因突變的位點(diǎn)并不穩(wěn)定和統(tǒng)一，Diniz等[16]對(duì)17例成釉細(xì)胞瘤標(biāo)本進(jìn)行測(cè)序，未檢測(cè)到F412E突變；張旭東[17]對(duì)30例成釉細(xì)胞瘤標(biāo)本測(cè)序，未發(fā)現(xiàn)L412F與W535L這兩種形式的突變，具體原因尚不清楚，這對(duì)靶向治療的特異性選擇也增加了新的考慮因素。

2 SMO基因突變對(duì)成釉細(xì)胞瘤的臨床意義

對(duì)成釉細(xì)胞瘤采用保守的刮治術(shù)后易復(fù)發(fā)，而采用根治性切除術(shù)往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的頜面部畸形和功能障礙[2]，發(fā)生于上頜骨的成釉細(xì)胞瘤由于其特殊的解剖結(jié)構(gòu)易于侵犯鄰近的重要組織結(jié)構(gòu)，因此SMO基因突變的靶向治療為成釉細(xì)胞瘤提供了潛在的新的個(gè)性化治療方案，為腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展方向提供了新的思路。

DeVilliers等[20]首次使用微基因組學(xué)報(bào)道成釉細(xì)胞瘤的基因表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)SHH通路中的PTCH和SMO均有異常表達(dá)，認(rèn)為SHH通路成分可能在成釉細(xì)胞瘤的發(fā)生中起重要作用，提供了潛在的治療機(jī)會(huì)。Gurgel等[21]研究了牙源性角化囊性瘤和成釉細(xì)胞瘤中SHH信號(hào)通路基因的轉(zhuǎn)錄譜發(fā)現(xiàn)，PTCH1、SMO、Gli1、CCND1、Bcl2等基因是該通路的靶基因，過(guò)度表達(dá)可能導(dǎo)致SHH通路的組成性激活，在復(fù)發(fā)性牙源性角化囊性瘤中檢測(cè)到較高的SMO表達(dá)，說(shuō)明SMO可能與牙源性腫瘤頻繁復(fù)發(fā)相關(guān)。因此在牙源性角化囊性瘤和成釉細(xì)胞瘤中阻斷這些基因的表達(dá)是術(shù)前替代治療的一個(gè)巨大機(jī)會(huì)。

目前，美國(guó)藥品與食品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)了3種針對(duì)SMO基因突變的靶向藥物：維莫德吉（vismodegib）、索尼吉步（sonidegib）和三氧化二砷。其中，維莫德吉和索尼吉步是SMO抑制劑，三氧化二砷是GLI抑制劑。

維莫德吉和索尼吉步最早用于治療基底細(xì)胞癌，三氧化二砷治療急性早幼粒細(xì)胞白血病[22-23]。然而SMO突變的靶向治療通常面臨腫瘤耐藥和不良反應(yīng)的問(wèn)題。作為單靶點(diǎn)治療藥物，已有多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)維莫德吉在SMO突變的腫瘤治療中發(fā)生耐藥并出現(xiàn)較多的不良反應(yīng)[24-26]。Sweeney等[6]證明了維莫德吉在治療成釉細(xì)胞瘤的SMO突變體中無(wú)效，卻發(fā)現(xiàn)三氧化二砷和KAAD-環(huán)巴胺對(duì)SMO突變體非常有效。

已經(jīng)上市的三氧化二砷作為較安全的藥物，對(duì)于治療SHH信號(hào)通路相關(guān)的腫瘤有巨大的發(fā)展前景[23]。

KAAD-環(huán)多巴胺是天然存在的環(huán)巴胺的化學(xué)修飾衍生物，雖然環(huán)巴胺已在眾多研究中顯示了對(duì)腫瘤生長(zhǎng)和增殖有明顯的抑制作用，包括抑制黑素瘤、結(jié)腸癌、胰腺癌和前列腺癌等[27]，但是它存在許多不良反應(yīng)，包括導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)小鼠體重減輕、脫水和死亡，因此學(xué)者對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，合成了擁有較高效力和較低細(xì)胞毒性的KAAD-環(huán)多巴胺，有望克服目前SHH信號(hào)通路抑制劑不良反應(yīng)大的問(wèn)題[12]。

此外，處于臨床試驗(yàn)階段的新型SMO抑制劑已經(jīng)有數(shù)種被證實(shí)可以治療對(duì)維莫德吉耐藥的腫瘤，包括Taladegib、NVP-LEQ506、MRT-92和TAK-441等，其中MRT-92可與SMO蛋白上多個(gè)位點(diǎn)相結(jié)合，增強(qiáng)SMO的靶向性和結(jié)合力，減少藥物的不良反應(yīng)和產(chǎn)生耐藥的概率[28]。Sauk等[29]在綜述中提到多種SHH抑制劑，很多處于臨床研究中的SHH抑制劑在非手術(shù)治療的成釉細(xì)胞瘤中被證明是有效的。

SMO作為一個(gè)極具潛力的實(shí)驗(yàn)性治療靶點(diǎn)，如何進(jìn)一步克服靶向藥物的耐藥性及減弱藥物不良反應(yīng)，需要在成釉細(xì)胞瘤中進(jìn)行更多的臨床研究。

隨著成釉細(xì)胞瘤分子發(fā)病機(jī)制不斷被挖掘，越來(lái)越多的相關(guān)通路和突變基因被證實(shí)在成釉細(xì)胞瘤的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。近年來(lái)SHH信號(hào)通路已成為分子治療領(lǐng)域熱門的靶標(biāo)，與之相關(guān)的抑制劑也被大量報(bào)道和研究，其中SMO基因突變?cè)谠S多研究中被證實(shí)與成釉細(xì)胞瘤的臨床特征（如發(fā)病部位、組織學(xué)、年齡和預(yù)后等）有關(guān)。

目前尚不清楚SMO突變是否為MAPK通路的繼發(fā)突變，但SMO突變與MAPK通路緊密的臨床病理聯(lián)系可以證明不能將SMO突變作為一種獨(dú)立的致病機(jī)制。SMO突變好發(fā)于上頜骨成釉細(xì)胞瘤中，而上頜骨由于解剖位置的特殊性導(dǎo)致預(yù)后較差，SMO突變?cè)诔捎约?xì)胞瘤中具有較高的特異性，可能成為上頜骨成釉細(xì)胞瘤的診斷標(biāo)志物。作為成釉細(xì)胞瘤中較常見的基因突變，體外實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)都提示在成釉細(xì)胞瘤的臨床治療中可以選擇應(yīng)用SMO抑制劑進(jìn)行外科治療之外的輔助治療，從而減少臨床復(fù)發(fā)率和轉(zhuǎn)移率。