膠質(zhì)瘤分子靶向治療進展

程立冬 劉京典 舒凱

腦膠質(zhì)瘤是最常見的原發(fā)性顱內(nèi)惡性腫瘤，我國腦膠質(zhì)瘤的年發(fā)病率為5/10萬～8/10萬。根據(jù)2021WHO中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類標(biāo)準(zhǔn)，其中約50%的膠質(zhì)瘤為4級的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(glioblastoma，GBM)[1-2]。膠質(zhì)瘤的標(biāo)準(zhǔn)治療方法主要包括手術(shù)切除、聯(lián)合術(shù)后放療和以替莫唑胺為主的化療，目前治療效果仍不理想，尤其是GBM病人的中位生存時間僅15個月，5年生存率不足5%[3]。膠質(zhì)瘤發(fā)病機制尚不清楚。最新研究顯示，基因改變是膠質(zhì)瘤形成的驅(qū)動因素。隨著腫瘤基因組學(xué)的發(fā)展及膠質(zhì)瘤分子病理診斷的引入，腦膠質(zhì)瘤的治療也進入了分子靶向治療時代。分子靶向治療在血液系統(tǒng)腫瘤及部分實體腫瘤中都取得了好的臨床治療效果，但目前在腦膠質(zhì)瘤中的治療效果仍欠佳[4]。我們對腦膠質(zhì)瘤分子研究及靶向治療的最新進展進行綜述。

一、膠質(zhì)瘤分子研究

腦膠質(zhì)瘤的傳統(tǒng)診斷主要靠組織病理學(xué)方法，但組織病理學(xué)有一定的局限性。分子標(biāo)志物不僅有利于膠質(zhì)瘤的明確診斷，同時可在一定程度上提供病人的預(yù)后信息。目前分子診斷已成為區(qū)分腦腫瘤的標(biāo)準(zhǔn)，分子研究同時也促進了膠質(zhì)瘤靶向藥物的發(fā)展。測序技術(shù)的進步使人們對膠質(zhì)瘤的基因組學(xué)有了更深入的了解，對膠質(zhì)瘤的形成、診斷、治療和預(yù)后判斷也有了全新的認(rèn)識。目前，膠質(zhì)瘤中代表性的基因改變?nèi)缦拢?/p>

1.O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(O6-methylguanine-DNA methyltransferase，MGMT)：MGMT啟動子甲基化一直是膠質(zhì)瘤表觀遺傳研究的熱點。MGMT啟動子甲基化在膠質(zhì)瘤病人中的發(fā)生率為25%～68%，平均約40%[5]。MGMT可阻斷堿基錯配引起的細(xì)胞死亡，而MGMT啟動子甲基化可降低MGMT表達活性，減少腫瘤細(xì)胞DNA修復(fù)，進而提高替莫唑胺抗腫瘤作用，延長病人生存期。目前MGMT甲基化已經(jīng)被證實是GBM病人預(yù)后的一個強相關(guān)的有利因素，同時也是能夠預(yù)測替莫唑胺等烷化劑治療獲益的標(biāo)志分子[6]。但臨床研究發(fā)現(xiàn)，不是所有伴有MGMT啟動子甲基化的病人均有良好的治療反應(yīng)，也有一定數(shù)量不伴有MGMT啟動子甲基化的病人取得了令人滿意的治療效果，提示MGMT啟動子甲基化并不是唯一影響膠質(zhì)瘤病人預(yù)后的分子改變[7]。

2.異檸檬酸脫氫酶(IDH1和IDH2)和1p/19q：IDH基因突變是GBM的另一個重要分子改變，IDH1/2突變與DNA高甲基化密切相關(guān)。與野生型的相比，伴有IDH1和IDH2突變的膠質(zhì)瘤病人預(yù)后較好。IDH突變是最早被發(fā)現(xiàn)的膠質(zhì)瘤突變基因之一，在復(fù)發(fā)GBM中發(fā)生率約80%，而在原發(fā)GBM中僅5%[8]。在未分化膠質(zhì)瘤病人中，1p/19q共缺失已經(jīng)證實是對放射治療聯(lián)合PCV(procarbazine,lomustine,and vincristine)化療敏感的獨立生物學(xué)標(biāo)志。具有IDH突變和1p/19q共缺失膠質(zhì)瘤的病人往往具有較好的治療反應(yīng)和良好的生存時間(中位總生存期>10年)，但其潛在機制目前還知之甚少。值得關(guān)注的是，只有全臂1p/19q共缺失合并IDH突變的病人預(yù)后良好；單獨一個染色體臂上部分缺失則可出現(xiàn)在IDH野生型GBM中，同時與病人預(yù)后不良相關(guān)[9]。

3.表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR):EGFR是受體酪氨酸激酶(RTK)超家族的重要成員之一。研究表明,EGFR過表達或EGFR擴增是導(dǎo)致腫瘤進展、放化療抵抗和預(yù)后較差的重要原因之一。在約36%～60%的原發(fā)GBM中出現(xiàn)EGFR的擴增和(或)基因突變，其中最常見的EGFR突變類型是變體3(EGFRvⅢ)，這種突變導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)型活性蛋白的表達，進而持續(xù)激活下游PI3K通路，導(dǎo)致細(xì)胞增殖增加及凋亡抵抗，這些級聯(lián)反應(yīng)與膠質(zhì)瘤形成與復(fù)發(fā)密切相關(guān)[10]。

4.端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶基因(telomerase reverse transcriptase gene,TERT):TERT突變可使腫瘤細(xì)胞獲得無限增殖能力，是原發(fā)性GBM中最常見的突變位點。TERT啟動子突變與較高水平的信使RNA表達相關(guān)，可能是促進原發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中端粒酶功能強烈激活的重要因素[11]。TERT突變存在于絕大多數(shù)少突膠質(zhì)瘤中，但它們在2級和3級星形細(xì)胞瘤中并不常見，并且與ATRX 和IDH1突變無共存，而ATRX和IDH1突變在這些腫瘤和繼發(fā)性GBM中非常常見[12]。

5.磷酸脂酶與張力蛋白同源物(phosphatas and tension homolog,PTEN):PTEN能夠調(diào)控PIP3/PIP2在細(xì)胞質(zhì)膜的水平，進而調(diào)控細(xì)胞極化和單細(xì)胞定向遷移。PTEN也能拮抗促癌PI3K-Akt信號通路，是一種重要的腫瘤抑制分子。研究顯示，PTEN突變在約41%的GBM中出現(xiàn)，尤其在間質(zhì)型GBM中較為常見，并可能與EGFR過表達有關(guān)。PTEN的功能缺失與膠質(zhì)瘤細(xì)胞遷移增加、腫瘤侵襲和血管生成相關(guān)[13]。

二、膠質(zhì)瘤治療靶點研究進展

1.靶向膠質(zhì)瘤生長：超過三分之二的膠質(zhì)瘤伴有RTK突變或擴增，導(dǎo)致許多生長因子依賴的RTK功能異常，引起下游如PI3K、MAPK等信號通路改變[14]。RTK通路的研究較為明確，且在膠質(zhì)瘤中的改變較為廣泛。遺憾的是，在臨床試驗中使用EGFR和PDGFR酪氨酸激酶抑制劑以及 PI3K/Akt/mTOR抑制劑治療GBM的效果令人失望[15]。在一項Ⅱ期臨床試驗中，Depatux-M，一種抗體-藥物結(jié)合物，聯(lián)合替莫唑胺對EGFR擴增的復(fù)發(fā)性GBM有一定療效，單對新診斷的GBM并沒有顯示出療效。其他幾種EGFR靶向藥物單藥或聯(lián)合治療，對GBM病人的治療也并沒有產(chǎn)生良好的臨床效果[16]。Cediranib是一種口服的VEGF 酪氨酸激酶抑制劑，在一項已完成的Ⅲ期臨床試驗中，無論是單藥治療還是與洛莫司汀聯(lián)合治療復(fù)發(fā)GBM病人均未顯示生存獲益。貝伐珠單抗是一種抗血管內(nèi)皮生長因子的單克隆抗體，在多個大型臨床試驗中也顯示并未改善GBM病人的總生存時間[17]。

目前，其他的靶向藥物還包括雙烷基化劑二氫半乳糖醇(Val-083)，可誘導(dǎo)N7-鳥嘌呤鏈間交聯(lián)，以p53依賴或不依賴的方式導(dǎo)致DNA雙鏈持續(xù)斷裂和細(xì)胞周期阻滯，但在Ⅱ期試驗中也顯示缺乏療效[18]。細(xì)胞周期調(diào)控蛋白CDK4/CDK6抑制劑也已被開發(fā)用于GBM的治療，但Olsen等[19]報道口服CDK4/CDK6抑制劑Palbociclib單藥治療對復(fù)發(fā)性GBM是無效的。

2.靶向膠質(zhì)瘤干細(xì)胞：膠質(zhì)瘤干細(xì)胞是GBM形成、放化療抵抗及復(fù)發(fā)的根源，根除膠質(zhì)瘤干細(xì)胞是治愈膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的希望。針對膠質(zhì)瘤干細(xì)胞的研究和治療也是目前的熱點，研究顯示膠質(zhì)瘤干細(xì)胞發(fā)揮生物學(xué)功能涉及一些特殊的機制，如ATP結(jié)合基因家族多功能轉(zhuǎn)運蛋白的表達。另有研究表明胚胎信號通路參與了干細(xì)胞維持與腫瘤微環(huán)境。因此，靶向胚胎信號通路如Notch、Hedgehog和Wnt/β-catenin信號已成為一種新的有吸引力的膠質(zhì)瘤治療方法的新方向。體外及臨床前試驗證實了靶向Notch信號通路的治療效果，但最近一項靶向Notch信號通路的抑制劑RO4929097進行的Ⅱ期臨床試驗顯示其對于腫瘤的形成和復(fù)發(fā)無明顯治療效果[20]。

3.免疫靶向治療：惡性膠質(zhì)瘤的高度侵襲性部分與它較強的免疫逃逸能力有關(guān)。免疫逃逸的兩種重要介質(zhì)是CTLA-4和PD-1，它們往往在GBM中過表達并可抑制免疫細(xì)胞對腫瘤的殺傷作用?？筆D -1和抗CTLA -4治療在小鼠膠質(zhì)瘤模型中產(chǎn)生了期望的結(jié)果，為膠質(zhì)瘤免疫治療帶來了希望[21]。此外許多其他免疫檢查點抑制劑如IDO抑制劑PCC0208009在動物模型中也取得了理想的效果[14]。

到目前為止，嵌合抗原受體(CAR) T細(xì)胞治療在GBM中的臨床試驗中效果一般。為了預(yù)防這種現(xiàn)象，目前開發(fā)了一些新的方法包括制作靶向多種抗原、攜帶對膠質(zhì)瘤細(xì)胞高親和力藥物的CART等。盡管如此，CART免疫療法仍然面臨著重大的挑戰(zhàn)，如生產(chǎn)產(chǎn)品的時間較長、成本較高以及病人對T細(xì)胞的免疫適應(yīng)性[1]。另一方面，各種癌癥疫苗技術(shù)也正在成人和兒童中開發(fā)測試，包括樹突狀細(xì)胞、多肽、核酸和病毒載體等[22]，但以上這些方法都還未納入標(biāo)準(zhǔn)的治療方案，因此在未來仍需要進一步臨床試驗驗證療效。

三、展望

基因組學(xué)和表觀遺傳學(xué)的進步對膠質(zhì)瘤的診斷、預(yù)后判斷及治療決策起到了巨大推動作用，但由于膠質(zhì)瘤細(xì)胞的高度異質(zhì)性、調(diào)控機制的高度復(fù)雜性、獨特的免疫微環(huán)境及易發(fā)生治療抵抗等原因，目前的許多靶向治療藥物療效甚微[23]。膠質(zhì)瘤的靶向治療目前仍有許多問題待解決：(1)藥物需要有良好的血腦屏障穿透力，能在腫瘤組織中達到有效的藥物濃度；(2)藥物應(yīng)具有高效的靶向抑制或殺傷作用，能夠抑制完整的信號通路或避免免疫逃逸；(3)藥物靶點應(yīng)具有廣譜性，在膠質(zhì)瘤中需要有較高比例的存在，才能夠得到廣泛的臨床試驗和應(yīng)用[24-25]。

導(dǎo)致第三代EGFR抑制劑耐藥的原因可能是，在治療過程中腫瘤細(xì)胞通過激活與腫瘤生長、侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)的旁路信號而產(chǎn)生的。在獲得耐藥的第三代EGFR抑制劑中發(fā)現(xiàn)HER2突變、HGF高表達、MET、AXL、IGF1R及FGFR通路異常激活，這些異常表達可共同存在，構(gòu)成了第三代EGFR抑制劑耐藥的復(fù)雜機制。因此，第三代EGFR抑制劑聯(lián)合靶向旁路信號藥物，將是一種很有希望的治療方法[26]。雙特異性靶向EGFRvⅢ和T細(xì)胞的全人源抗體已經(jīng)在臨床前GBM模型中進行了測試，另一個雙特異性抗體靶向EGFRvⅢ和IL- 13Rα2的藥物，已被證明可以激活外周血和腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞，進而殺死膠質(zhì)瘤細(xì)胞，并在臨床前的試驗取得理想效果[27]。這些雙靶點或多靶點聯(lián)合治療可能是改善靶向治療耐藥的策略。

治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的另一個重大挑戰(zhàn)是藥物能否通過血腦屏障。目前一些研究正致力于改進這項技術(shù)，并引用到各種可能有效的靶向治療藥物中[28]。未來克服腦內(nèi)存在的物理屏障及腫瘤構(gòu)成的生物學(xué)屏障將是改進膠質(zhì)瘤治療的關(guān)鍵。

由于現(xiàn)有的許多靶點是在其他實體腫瘤中發(fā)現(xiàn)，部分靶點可能在膠質(zhì)瘤中的突變率較低或發(fā)生生物學(xué)功能改變，導(dǎo)致目前的臨床試驗失敗。未來隨著高通量測序、空間轉(zhuǎn)錄組分析等基因組學(xué)技術(shù)的進步，在膠質(zhì)瘤中高度特異性的治療靶點可能會被篩選出來，識別新的可靶向和可操作的膠質(zhì)瘤驅(qū)動基因有望實現(xiàn)靶向治療的進一步應(yīng)用。另外由于膠質(zhì)瘤的高度異質(zhì)性，不同個體間存在差異，未來需要針對不同病人采取個體化治療以提高靶向治療效率[29]。

四、總結(jié)

目前膠質(zhì)瘤的治療雖然取得了一定進展，但病人總體預(yù)后仍極差。許多調(diào)控細(xì)胞關(guān)鍵通路的基因在膠質(zhì)瘤細(xì)胞中發(fā)生改變。新的分子遺傳學(xué)技術(shù)使得膠質(zhì)瘤的診斷和分類更精細(xì)，并可以預(yù)測其對治療的反應(yīng)和建立明確的預(yù)后。對膠質(zhì)瘤驅(qū)動基因的深入研究推動了膠質(zhì)瘤的精準(zhǔn)治療，但目前的各項臨床應(yīng)用尚未取得突破性進展，未來仍需要對膠質(zhì)瘤的形成、治療抵抗、免疫等方面的機制進行更深入的研究，尋找更理想的靶點，改進和開發(fā)出更強有效的靶向治療藥物。