兒童惡性橫紋肌樣瘤分子遺傳學(xué)和診治進展

唐 雪 郭 霞綜述 高 舉審校

四川大學(xué)華西第二醫(yī)院兒童血液腫瘤科 四川大學(xué)出生缺陷與相關(guān)婦兒疾病教育部重點實驗室（四川成都 610041）

惡性橫紋肌樣瘤（malignant rhabdoid tumors，MRTs）是一組主要好發(fā)于嬰幼兒的罕見惡性實體腫瘤，其中位發(fā)病年齡僅為11 月齡[1]。由于腎臟是最常見的發(fā)生部位，兒童MRTs 曾被認為是Wilms’瘤的一種特殊亞型，目前已定義其為一種獨立的實體腫瘤[2]。盡管兒童MRTs 的組織起源仍不明確，但普遍存在特征性的SMARCB 1抑癌基因失活性變異以及INI 1 蛋白表達缺失[3]。兒童MRTs 可原發(fā)于身體任何部位，依據(jù)原發(fā)部位的解剖位置可將其分為中樞神經(jīng)系統(tǒng)非典型畸胎樣/橫紋肌樣瘤（atypical teratoid/rhabdoid tumor，AT/RT）、腎惡性橫紋肌樣瘤（malignant rhabdoid tumor of the kidney，MRTK）及腎外非中樞神經(jīng)系統(tǒng)橫紋肌樣瘤（extrarenal extracranial rhabdoid tumor，EERT），部分病例（胚系變異）存在多部位MRTs。兒童MRTs 臨床上呈現(xiàn)高侵襲性，目前仍無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)治療方案，總體預(yù)后差，5 年總體生存率僅20%～40%[4-5]。近年來國際上有關(guān)兒童MRTs分子發(fā)病機制的研究取得很大進展，針對其分子遺傳學(xué)異常的靶向治療有望改善預(yù)后。本文綜述近年兒童MRTs的分子遺傳學(xué)改變、臨床特征、診斷及治療的相關(guān)研究進展。

1 兒童MRTs的分子遺傳學(xué)改變

相較于其他高侵襲性惡性腫瘤，低頻基因變異為兒童MRTs 分子遺傳學(xué)的突出特點。絕大部分兒童MRTs均存在SMARCB1（SWI/SNF related，matrixassociated，actin-dependent regulator of chromatin，subfamily b，member 1）基因變異，并成為其標(biāo)志性分子遺傳學(xué)改變。SMARCB 1是一種抑癌基因，又被稱為hSNF5，INI1及BAF47，位于22q11.2，包含9個外顯子，其編碼的INI 1 蛋白是SWI/SNF 染色質(zhì)重塑復(fù)合體的核心亞基。SWI/SNF復(fù)合物是人類胚胎干細胞多能性的一個重要調(diào)節(jié)因子，SMARCB 1基因失活嚴(yán)重影響SWI/SNF功能，阻礙細胞分化而維系人類胚胎性干細胞的干性及高增殖活性，導(dǎo)致細胞增殖分化失控，為MRTs關(guān)鍵發(fā)病機制[6]。此外，SMARCB1基因失活，一方面促使細胞周期蛋白D 1/CDK 4 的表達上調(diào)，激活SSH（sonic hedgehog）及WNT/β-Catenin信號通路，導(dǎo)致MRTs的發(fā)生[7]；另一方面，INI1蛋白阻遏癌蛋白轉(zhuǎn)錄因子MYC 與DNA，SMARCB 1基因失活后INI1蛋白表達缺失，促進MYC-DNA結(jié)合，促發(fā)下游靶基因轉(zhuǎn)錄，并使轉(zhuǎn)錄起始位點遠端位點染色質(zhì)處于關(guān)閉狀態(tài)，導(dǎo)致發(fā)育和分化相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄受抑，最終出現(xiàn)細胞惡性轉(zhuǎn)化并維持惡性橫紋肌樣狀態(tài)[8]。近期研究發(fā)現(xiàn)，包含溴結(jié)構(gòu)域蛋白9（BRD9）的SWI/SNF亞復(fù)合物在SMARCB1基因變異MRTs腫瘤發(fā)生中起重要作用[9]。兒童MRTs 的SMARCB 1基因失活方式主要有全基因缺失、基因內(nèi)大/小缺失或插入/重復(fù)、無義變異、剪切點變異，而錯義變異少見[10]。此外，極少數(shù)缺乏SMARCB 1基因變異的AT/RT 存在SMARCA4基因變異，該基因位于19號染色體的短臂，編碼的BRG 1 蛋白是SWI/SNF 染色質(zhì)重塑復(fù)合體催化異二聚體中的一個亞單位。與存在SMARCB1基因變異的AT/RT患者相比，預(yù)后更差，中位生存時間僅3個月（0～6個月）[11]。

盡管SMARCB 1失活是驅(qū)動兒童MRTs 形成的主要分子學(xué)改變，近年來隨著基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和表觀基因組學(xué)等的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)不同的MRTs之間仍存在分子異質(zhì)性導(dǎo)致其預(yù)后存在著一定差異。分析AT/RT 和MRTK 的微小核糖核酸（miRNA）和基因表達譜表明，兩類腫瘤的基因表達譜存在顯著差異[12]。根據(jù)DNA甲基化和基因表達譜分析可將AT/RT分為三個分子亞組：①ATRT-TYR，以過表達黑素細胞特異性標(biāo)志物基因，如MITF、TYR和DCT等為主要特征，患兒常伴有22 號染色體單體，約占77%；②ATRTSHH，高表達SHH信號通路基因（如MYCN和GLI2）和NOTCH 信號通路基因（如ASCL 1、HES 5/6和DLL1/3），約48%的患者不伴有22號染色體畸變，約23%的患者存在22 號染色體節(jié)段性擴增；③ATRTMYC，顯著過表達MYC基因，22號染色體的節(jié)段性缺失最為多見，約占79%[13]。ATRT-MYC與中樞神經(jīng)系統(tǒng)外MRTs的分子遺傳學(xué)特征相似，以廣泛的低DNA甲基化及HOX基因和間充質(zhì)發(fā)育相關(guān)基因高表達為特征，存在細胞毒性T細胞浸潤和PD1及PD-L1的表達[14]。而以中樞神經(jīng)系統(tǒng)外MRTs 的miRNA 序列資料與來自其他腫瘤和正常細胞的miRNA序列資料進行聚類分析，可將中樞神經(jīng)系統(tǒng)外MRTs 分為兩組，神經(jīng)來源：發(fā)生部位均在腎外，mRNA 表達譜與AT/RT相似；神經(jīng)嵴來源：mRNA表達譜與MRTK相似[1]。

2 兒童MRTs臨床特征

兒童MRTs原發(fā)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)者（即AT/RT）約占10%～15%，中樞神經(jīng)系統(tǒng)外兒童MRTs中，最常見好發(fā)部位為腎臟，約占18%，其次分別為軟組織（14%）和肝臟（9%）[15]。AT/RT為嬰兒期最常見的惡性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，其發(fā)病率隨著年齡的增長而降低[16]。歐洲橫紋肌樣瘤登記中心資料顯示，起始于小腦和第4 腦室者占49%，發(fā)生于大腦半球者占34%，其次為中腦和松果體區(qū)域及脊髓，分別占4%和1.7%[17]。此外，約20%～30%的兒童AT/RT初診時即出現(xiàn)腦脊液播散。MRTK占兒童腎臟腫瘤的1.3%，絕大多數(shù)生后1歲內(nèi)發(fā)病，男性患兒發(fā)病率略高于女性患兒。相較于MRTK及AT/RT，EERT患兒發(fā)病年齡更大，可見于成人，初診時常處于早期階段。此外，發(fā)生SMARCB1胚系變異的兒童MRTs臨床上可呈現(xiàn)多部位同時出現(xiàn)腫瘤病灶[17]。

兒童MRTs 臨床表現(xiàn)與腫瘤病灶部位密切相關(guān)。AT/RT 臨床表現(xiàn)相較于其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤無特異性，常以頭痛、嘔吐、煩躁等高顱內(nèi)壓癥狀為首發(fā)表現(xiàn)。病灶累及小腦可出現(xiàn)共濟失調(diào)，頭部傾斜及眼球震顫，而顱神經(jīng)麻痹癥狀的出現(xiàn)與小腦腦橋角受累相關(guān)。AT/RT的影像學(xué)改變易與髓母細胞瘤及幕上原始神經(jīng)外胚層腫瘤混淆。頭顱CT 檢查常提示腫瘤病灶呈高密度改變，其中40%可出現(xiàn)鈣化灶；腫瘤灶在MRI圖像上表現(xiàn)為等信號改變，增強后腫瘤灶強化不均，腫瘤邊緣囊性改變?yōu)槠涮卣餍杂跋駥W(xué)改變。AT/RT 腦脊液細胞學(xué)的顯著特點為僅部分患者可發(fā)現(xiàn)橫紋肌樣細胞，其他為非特異性的小細胞[18]。MRTK最主要的臨床表現(xiàn)為肉眼血尿，可伴有腹脹、腹痛及甲狀旁腺激素分泌過多所致的高鈣血癥[15]。MRTK 早期即可發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移，肺、肝、腦及淋巴結(jié)為常見轉(zhuǎn)移部位。MRTK 影像學(xué)表現(xiàn)缺乏特異性，常表現(xiàn)為較大不均質(zhì)性腫塊，腫瘤灶可出現(xiàn)壞死和出血，伴包膜下積液和積血。而EERT 可發(fā)生于肝臟、軟組織、周圍神經(jīng)、胸腺、唾液腺、胃腸道及泌尿生殖道等器官[15]，其臨床表現(xiàn)和影像學(xué)特點因受累器官不同而有所不同。

3 兒童MRTs診斷

兒童MRTs的確診是以組織病理和免疫組織化學(xué)染色檢查為基礎(chǔ)，同時應(yīng)盡可能完善相關(guān)分子遺傳學(xué)檢查。兒童MRTs 腫瘤細胞類似橫紋肌母細胞，腫瘤細胞體積大，卵圓形至多角形，胞漿豐富，可見嗜酸性包涵體，核偏心位，核仁明顯，但無橫紋肌母細胞分化特征。兒童MRTs 可具有不同程度上皮、原始神經(jīng)外胚層和間葉組織分化特征，具有高度組織病理學(xué)多樣性[19]。由于腫瘤病灶本身或病理活檢取材原因，兒童MRTs可能缺乏典型橫紋肌樣細胞而難以與原始神經(jīng)外胚層腫瘤及髓母細胞瘤相鑒別，因而單純依賴病理組織細胞形態(tài)學(xué)診斷兒童MRTs可能造成漏診和誤診。由于兒童MRTs 組織細胞成分復(fù)雜多樣，因而腫瘤細胞呈現(xiàn)多種免疫組織化學(xué)表型，常表達平滑肌肌動蛋白、上皮細胞膜抗原、波形蛋白及突觸素、不同程度表達細胞角蛋白、神經(jīng)特異性烯醇、CD56及S-100，但缺乏骨骼肌發(fā)育相關(guān)蛋白的表達，如結(jié)蛋白及肌漿蛋白，通常MIB-1 指數(shù)偏高。值得注意的是，細胞核INI1表達缺失為診斷兒童MRTs的敏感指標(biāo)，但 INI1缺失也常見于兒童未分化肉瘤、滑膜肉瘤等[20]，因而INI 1 缺失并非診斷兒童MRTs 的特異性指標(biāo)。由此，兒童MRTs的診斷必須結(jié)合其臨床特征、組織病理學(xué)、免疫組織化學(xué)表型及分子遺傳學(xué)改變。此外，少數(shù)AT/RT腫瘤細胞可表達INI1，其發(fā)病機制與SMARCA4失活密切相關(guān)，因而明確BRG1蛋白的表達情況或是否存在SMARCA 4突變對于INI 1 表達陽性的AT/RT 診斷十分重要[21]。另外，兒童MRTs相關(guān)分子遺傳學(xué)改變的檢測不僅有助于診斷，而且也可指導(dǎo)靶向藥物的選擇。

由于兒童MRTs 的腫瘤原發(fā)部位并不固定，因而其臨床分期標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一。目前MRTK的臨床分期標(biāo)準(zhǔn)多采用美國腎母細胞瘤研究協(xié)作組（National Wilms Tumor Study Group,NWTSG）制定的腎母細胞瘤分期標(biāo)準(zhǔn)；AT/RT可采用髓母細胞瘤的TM分期標(biāo)準(zhǔn)進行臨床分期[22]。MRTK早期易轉(zhuǎn)移至肺、骨、腦及肝，因而需完善胸部CT、骨掃描、頭顱MRI甚至PET-CT充分評估腫瘤病灶；而AT/RT可出現(xiàn)腦脊液播散，需行全神經(jīng)軸增強MRI及腦脊液細胞學(xué)檢查。

4 兒童MRTs治療

在過去二三十年里，來自NWTSG 的監(jiān)測、流行病學(xué)和最終結(jié)果數(shù)據(jù)庫及歐洲橫紋肌樣瘤注冊中心的多項臨床研究顯示兒童MRTs的長期預(yù)后均未得到改善，其長期生存率為20%～40%，其中發(fā)病年齡及腫瘤分期為兒童MRTs 的獨立預(yù)后影響因素，Ⅰ、Ⅱ期大年齡組患兒預(yù)后更好[3]。由于兒童MRTs發(fā)病率及長期生存率均低，故缺乏大樣本隨機對照前瞻性臨床試驗，因而兒童MRTs缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一治療方案。目前兒童MRTs治療方案的選擇主要根據(jù)腫瘤的發(fā)生部位，治療方式包括手術(shù)、放療、化療及自體造血干細胞移植。

放療是改善AT/RT 患者預(yù)后的最重要手段[23]。延遲放療、適形放療、全腦脊髓放療均可延長AT/RT的生存期，但同時也可能出現(xiàn)腦白質(zhì)病及放射性壞死的風(fēng)險。為了將放療的不良反應(yīng)降至最低，近年出現(xiàn)采用質(zhì)子束放射治療AT/RT的臨床研究，但遠期效應(yīng)需進一步隨訪[24]。然而，研究發(fā)現(xiàn)，高表達ASCL1的AT/RT 即使不接受放療也具有良好的預(yù)后[11]。手術(shù)完全切除腫瘤病灶可提高AT/RT患者長期生存率[25]，而過度強烈化療不能改善AT/RT預(yù)后，反而增加治療相關(guān)死亡率[22]。AT/RT化療方案的選擇并不統(tǒng)一，通常包含蒽環(huán)類藥物和烷化劑，大劑量甲氨蝶呤、依托泊苷及長春新堿亦可被聯(lián)合用于AT/RT 的化療方案中，而鞘內(nèi)注射治療是否能替代放療或用于預(yù)防復(fù)發(fā)仍不明確[16]。此外，研究表明高強度化療聯(lián)合自體造血干細胞移植有益于改善AT/RT 的預(yù)后[26]。近期一項來自美國兒童腫瘤協(xié)作組的臨床研究表明，即使手術(shù)、放療、化療序貫自體造血干細胞移植也僅能提升AT/RT患者生存率至43%[27]。

中樞神經(jīng)系統(tǒng)以外的兒童MRTs是否需放療存在爭議，在對229 例MRTs 進行回顧性分析中發(fā)現(xiàn)接受放療者預(yù)后更好[28]，但亦有研究表明放療不能提高遠期生存率。中樞神經(jīng)系統(tǒng)以外兒童MRTs的化療方案多采用兒童腫瘤研究組制定的高危組腎臟腫瘤化療方案或歐洲兒童軟組織肉瘤研究組的相關(guān)化療方案。研究發(fā)現(xiàn)，MRTK 患者術(shù)前采用AVD（放線菌素D、長春新堿、阿霉素）方案較AV 方案（放線菌素D、長春新堿）能更有效地縮小腫瘤病灶，顯示MRTK腫瘤細胞對蒽環(huán)類藥物敏感[29]。采用基于免疫球蛋白的免疫療法聯(lián)合自體樹突狀細胞輸注可挽救部分復(fù)發(fā)或進展的AT/RT患兒，且未發(fā)現(xiàn)任何不良反應(yīng)，但仍需進一步觀察隨訪[30]。

近年來分子生物學(xué)檢測技術(shù)的發(fā)展顯著深化了對兒童MRTs 分子遺傳學(xué)的認識，因而靶向治療成為兒童MRTs 研究的新方向。目前兒童MRTs 靶向治療研究的相關(guān)靶點主要集中在表觀遺傳調(diào)控、各信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)及細胞周期進程的過程中。其中組蛋白甲基化抑制劑及Aurora-A 抑制劑治療兒童MRTs 已進入臨床試驗階段。在體外實驗和小鼠模型中均證實低劑量組蛋白脫乙?；敢种苿┛墒筂RTs 的腫瘤細胞生長停滯并誘導(dǎo)其分化，但仍需更多的藥物臨床試驗驗證其有效性及安全性[31]。在MRTs 小鼠模型中發(fā)現(xiàn)單獨使用端粒酶抑制劑（伊美司他）即可有效抑制腫瘤細胞的生長，但仍需探索與其他藥物的聯(lián)合作用[32]。多重激酶抑制劑（索拉非尼、舒尼替尼和拉帕替尼）、分裂原活化抑制劑（司美替尼）及細胞周期蛋白D 1/CDK 4 抑制劑（瑞博西尼）為臨床前期試驗階段的其他相關(guān)靶向藥物。此外，近期采用全基因RNA 干擾和CRISPR-Cas 9 基因編輯技術(shù)分析MRT 細胞株，篩選出鼠雙微體2（MDM 2）和鼠雙微體4（MDM 4）基因為兒童MRTs 的新型治療靶點[33]。亦有研究發(fā)現(xiàn)SMARCB 1變異相關(guān)惡性腫瘤通過MYC-p 19-p 53 軸顯著激活未折疊蛋白反應(yīng)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)，且對誘導(dǎo)蛋白毒性應(yīng)激和抑制自噬的藥物高度敏感，為MRTs 的治療提供新方向[34]。

綜上，兒童MRTs 是一組高度惡性、高度侵襲性的胚胎性腫瘤，好發(fā)于嬰幼兒，總體預(yù)后不良。抑癌基因SMARCB 1缺失為MRTs 驅(qū)動性遺傳缺陷，其他基因變異率低。橫紋肌樣病理改變?yōu)镸RTs 共同形態(tài)學(xué)特征，但呈現(xiàn)高度形態(tài)學(xué)多樣性和多分化特性。SMARCB1失活性變異和INI1蛋白表達缺失為MRTs重要診斷和鑒別診斷依據(jù)。盡管嘗試采用手術(shù)、化療、自體造血干細胞移植及放療聯(lián)合治療策略以期提高兒童MRTs的長期預(yù)后，但其總生存率仍無明顯改善。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，針對兒童MRTs分子遺傳學(xué)改變的靶向治療成為研究熱點，部分臨床試驗顯示靶向治療有望改善兒童MRTs的預(yù)后，但仍需要各臨床中心合作進行大樣本的前瞻性隨機試驗驗證其安全性及有效性。