兒童髓母細(xì)胞瘤的分子遺傳學(xué)及臨床研究進(jìn)展

莊小津，黃燕炳

髓母細(xì)胞瘤(medulloblastoma, MB)是一種常見于兒童小腦或后顱窩(起源于蚓部或第四腦室)的高侵襲性惡性腫瘤，約占中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的20%[1-4]。近年，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，MB至少可以分成在生物學(xué)表現(xiàn)、臨床特征及預(yù)后具有顯著差異的4種分子亞型：WNT、SHH、Group3和Group4，并延用至今。深入探討MB的分子分型，進(jìn)行準(zhǔn)確的危險度分層，對指導(dǎo)個體化治療和改善臨床預(yù)后具有重要意義。

1 流行病學(xué)和癥狀學(xué)

流行病學(xué)資料顯示，全球MB的年發(fā)病率為0.20～0.58/10萬人[5]。MB可發(fā)生于任何年齡，發(fā)病高峰年齡6～8歲[6]。男性發(fā)病率通常是女性的1.5～2倍[7]。WHO(2016)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類將MB列為Ⅳ級腫瘤，在兒童中MB主要位于小腦中線，屬于高度惡性的胚胎性腫瘤，因為腫瘤細(xì)胞易脫落并沿腦脊液循環(huán)途徑擴(kuò)散，確診時約30%的患者已發(fā)生轉(zhuǎn)移[8]。MB的臨床癥狀主要取決于腫瘤的位置，常表現(xiàn)為頭痛、惡心、晨吐、乏力等，這些非特異性表現(xiàn)也可能是由于顱內(nèi)壓升高或腫瘤壓迫所致。此外，MB也會引起共濟(jì)失調(diào)、書寫困難、視力或其他運(yùn)動障礙[6]。

2 病理分型、診斷及鑒別診斷

MB可分為4種組織病理學(xué)類型：經(jīng)典型、促纖維增生/結(jié)節(jié)型(desmoplastic/nodular, DN)、廣泛結(jié)節(jié)型和大細(xì)胞/間變型(large cell/anaplastic, LCA)[8-9]。臨床以經(jīng)典型最常見，占MB的72%[8]；鏡下腫瘤細(xì)胞呈圓形或卵圓形，染色質(zhì)深，胞質(zhì)稀少，核分裂象可見。常出現(xiàn)Homer-Wright假菊形團(tuán)。在典型的MB中罕見促結(jié)締組織增生，當(dāng)結(jié)締組織增生時，通常與腫瘤累及軟腦膜有關(guān)[10-11]。DN型表現(xiàn)為結(jié)節(jié)狀和非結(jié)節(jié)狀兩種形式，以神經(jīng)細(xì)胞分化為特征，其間有胚胎性成分?！按倮w維增生”是指這些腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)為圓形或卵圓形結(jié)節(jié)樣蒼白島樣結(jié)構(gòu)，周圍有致密的膠原纖維圍繞，可通過網(wǎng)狀纖維染色檢測。DN亞型通常與中等臨床風(fēng)險相關(guān)，并且多數(shù)屬于SHH分子亞群，該亞型患者有機(jī)會獲得針對SHH分子群的靶向藥物治療[4,10-11]。廣泛結(jié)節(jié)型屬于DN型MB的特殊亞型，其通常出現(xiàn)在嬰兒中，由大量結(jié)節(jié)組成，形似大理石圖案，結(jié)節(jié)內(nèi)腫瘤細(xì)胞向神經(jīng)元分化，呈流水樣排列[10-11]。LCA型MB腫瘤細(xì)胞體積增大、顯著多形性、常見核分裂象和凋亡小體[11]。

MB的鑒別診斷應(yīng)考慮位于小腦、小腦腳或第四腦室的胚胎性腫瘤[12]。該區(qū)域較少見其它小細(xì)胞形態(tài)的惡性腫瘤，包括不典型畸胎樣/橫紋肌樣瘤(atypical teratoid/rhabdoid tumor, AT/RT)、伴多層菊形團(tuán)的胚胎性腫瘤(embryonal tumor with mutilayered rosettes, ETMR)、小細(xì)胞膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、尤因肉瘤或伴BCOR改變的高級別神經(jīng)上皮腫瘤。上述胚胎性腫瘤通常可以通過結(jié)合HE或免疫組化檢測進(jìn)行鑒別。

3 分子分型

WHO(2021)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類延用WHO(2016)的4種分子分型：WNT、SHH、Group3和Group4[8]。近年，多個研究以生物學(xué)和臨床相關(guān)亞型的形式定義進(jìn)一步的亞組分型。然而，由于患者隊列和分析方法的不同，特別是在Group3和Group4型中對亞型數(shù)量和定義一直未能統(tǒng)一。Cavalli等[13]應(yīng)用基因組數(shù)據(jù)聚類方法-相似性網(wǎng)絡(luò)融合(similarity network fusion, SNF)算法，對763例MB標(biāo)本進(jìn)行綜合分析，由此得到12個分子亞型。Schwalbe等[14]對428個MB標(biāo)本進(jìn)行全面的基因組圖譜分析，包括DNA甲基化微陣列分析，并用無監(jiān)督聚類分析鑒定出7個分子亞群。文獻(xiàn)報道[15-16]通過基因表觀遺傳學(xué)或DNA甲基化圖譜數(shù)據(jù)分析，使用多種互補(bǔ)的生物信息學(xué)方法將Group3和Group4亞型分成8個亞型。

3.1 WNT型其約占MB的10%，主要發(fā)生于年齡較大的兒童。最常見的突變是CTNNB1基因，該基因編碼β-catenin，在細(xì)胞周期控制和胚胎發(fā)育中發(fā)揮重要作用。核型β-catenin過表達(dá)常被用作該亞群的診斷指標(biāo)。6號染色體單體是WNT亞群的另一個標(biāo)志，發(fā)生于80%～85%的患者。在WNT激活的MB中也發(fā)現(xiàn)DDX3X、SMARCA4和TP53突變[17-20]。Cavalli等[13]將WNT型分為WNTα和WNTβ兩型，WNTα型主要發(fā)生于兒童，普遍伴6號染色單體異常，是WNT亞群的一個標(biāo)志，成人WNT MB與兒童WNT MB相比具有不同的生物學(xué)特性和更差的預(yù)后。

3.2 SHH型其約占MB的30%，SHH激活的MB是一種高度異質(zhì)性的腫瘤，SHH信號通路中的許多關(guān)鍵分子如SUFU、SMO、PTCH1、GLI1和GLI2在該亞群中表達(dá)異常。其他的分子遺傳學(xué)異常，如MYCN擴(kuò)增或TP53突變，也與SHH激活的MB形成有關(guān)[6,21]。SHH激活的MB結(jié)果各異，雖然轉(zhuǎn)移少見，但一旦發(fā)生往往預(yù)后不佳。TP53突變或MYCN擴(kuò)增的患者通常預(yù)后較差。針對SHH途徑的分子靶向藥物也取得較好的治療效果[6,17-20,22]。

目前，有研究[13]利用DNA甲基化和基因表達(dá)陣列數(shù)據(jù)集提出SHH-MB的4種亞型SHH-1(β)、SHH-2(γ)、SHH-3(α)和SHH-4(δ)。SHH-α腫瘤主要影響3～16歲的兒童，其特征是MYCN或GLI2或YAP1的胚系或體細(xì)胞TP53突變和擴(kuò)增，以及基因拷貝數(shù)變異如9號或10號染色體長臂缺失，17號染色體短臂缺失，預(yù)后最差。SHH-β(也稱為嬰兒SHH-1)和SHH-γ(也稱為嬰兒SHH-2)發(fā)生在嬰幼兒中(≤3歲)，前者常伴PTEN缺失，診斷時轉(zhuǎn)移率高，預(yù)后取決于治療[13,23-26]，SHH-γ只有少數(shù)組織學(xué)為廣泛結(jié)節(jié)型，若為廣泛結(jié)節(jié)型則預(yù)后相對較好。SHH-δ主要發(fā)生于成人中，預(yù)后較好，常伴TERT啟動子突變[13]。Schwalbe等[14]也將SHH按年齡分為嬰幼兒組(<4.3歲)和兒童組(>4.3歲)，兩型預(yù)后相似。

3.3 Group3型其約占MB的25%，Group3型最具侵襲性，常見轉(zhuǎn)移；與WNT、SHH型的MB不同，目前關(guān)于Group3型腫瘤的基礎(chǔ)研究較少。一些研究表明，MYC擴(kuò)增導(dǎo)致該亞組的腫瘤形成。約20%的Group3型MB中發(fā)現(xiàn)其他可能的途徑，如腫瘤壞死因子β。該亞組的預(yù)后較差，尤其是MYC擴(kuò)增的患者[18-20]。Cavalli等[13]將Group3型分為α、β和γ三組。小于3歲幼兒中60%為3α組，3β組年齡稍大一些，并且較少發(fā)生轉(zhuǎn)移，3γ組顯示MYC擴(kuò)增，預(yù)后較差，而3α組MYC無擴(kuò)增，預(yù)后好于3γ組。Schwalbe等[14]則將Group3型分為高危亞組和低危亞組，Group3型高危亞組患者與LCA組織學(xué)亞型密切相關(guān)，常發(fā)生MYC擴(kuò)增和GFI1突變。

3.4 Group4型其是最常見的亞群，約占MB的35%。Group4型中發(fā)現(xiàn)8、11、17p染色體的丟失或7、17q染色體的獲得。此外，在Group4型MB中，發(fā)現(xiàn)CDK6、MYCN和SNCAP1的擴(kuò)增以及ERBB4-SRC信號和NF-κB的異常表達(dá)[17-20,13,27-29]。Cavalli等[13]將Group4型分成3個亞型(α、β、γ)，并觀察到4β組的中位診斷年齡稍高，但在總生存率和診斷時轉(zhuǎn)移率方面差異無統(tǒng)計學(xué)意義。4α組常有MYCN擴(kuò)增，4α組和4γ組常有8p丟失和7q獲得，4β組常有SNCAIP重復(fù)序列。此外，CDK6基因擴(kuò)增更多見于4α和4γ組。研究表明GFI1和GFI1B的激活存在于Group4型，但GFI的激活在較大程度上局限于3β組。Schwalbe等[14]也將Group4型分為高危亞組和低危亞組。

Northcott等[15]和Sharma等[16]將Group3和Group4型亞組分成8個亞型(Ⅰ～Ⅷ)：Ⅰ型基因組較穩(wěn)定；Ⅱ型的特點是8、13q和1q染色體增加；Ⅲ型常伴8p、10q丟失；Ⅳ型以8、11和13號染色體顯著丟失為特征；V亞型50%表現(xiàn)為17q易位，50%表現(xiàn)為16q丟失；Ⅵ型和Ⅶ型在7號人染色體獲得的同時伴8號染色體丟失；X染色體丟失常見于Ⅳ、V、Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ亞型，尤其見于Ⅷ型。有12%的患者中可見Ⅰ型的OTX2擴(kuò)增顯著增加。MYC擴(kuò)增見于Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ型，在Ⅴ型還可有MYCN擴(kuò)增。

4 治療及預(yù)后

MB的治療以手術(shù)和放、化療為主，積極治療使MB患者的長期生存率得到明顯改善，但常遺留嚴(yán)重的后遺癥[30-31]。Ramaswamy等[30]結(jié)合分子分型重新劃分3歲以上MB的危險分層，根據(jù)術(shù)后5年生存率分為：低危組(生存率>90%)、標(biāo)危組(生存率75%～90%)、高危組(生存率50%～75%)和極高危組(生存率<50%)。準(zhǔn)確的危險分層可為MB患者個體化治療提供參考，避免或減少放、化療副作用。目前，MB分子亞型的特異性治療仍處于初級階段，主要由于不同分子亞型的高度異質(zhì)性，以及缺乏臨床驗證的特異性“驅(qū)動”基因?，F(xiàn)已證實SMO、GLI、PTCH1突變是SHH型MB的驅(qū)動因素，SMO抑制劑、GLI拮抗劑等靶向治療對MB具有一定療效[31]。此外，鞘內(nèi)限制性術(shù)后化療[32]、腫瘤微環(huán)境免疫治療[28]及針對CD276的嵌合抗原受體(CAR)T細(xì)胞療法[33]在治療MB有良好的臨床應(yīng)用前景。

隨著對MB研究的不斷深入，一些生物學(xué)標(biāo)志物對MB預(yù)后評估也起重要作用。Kanchan等[34]證實CDK6和B7-H3在MB中的促癌作用。Luo等[35]研究指出ZNF124高表達(dá)與MB的預(yù)后不良相關(guān)，提示ZNF124可作為Group3型的預(yù)后指標(biāo)。Group3型與WNT亞組相比，患者的復(fù)發(fā)死亡風(fēng)險明顯更高，其次是Group4型和SHH亞組。Group3型預(yù)后不良的相關(guān)因素為年齡較小、LCA組織學(xué)亞型、轉(zhuǎn)移擴(kuò)散和MYC擴(kuò)增[36-38]。盡管兒童MB在生物學(xué)和前期治療方面取得進(jìn)展，但對嬰幼兒和有轉(zhuǎn)移、復(fù)發(fā)患者的長期生存率仍然較低。研究證明，診斷時的分子亞群是復(fù)發(fā)后的預(yù)后相關(guān)因素。此外，還發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)時間和復(fù)發(fā)時補(bǔ)救放療的使用，可能會對復(fù)發(fā)后的存活率產(chǎn)生潛在影響[39]。

5 結(jié)語

MB不同分子亞型在分子遺傳學(xué)、臨床治療及生存率具有明顯差異。結(jié)合分子分型、臨床特點、病理分型等對MB準(zhǔn)確的危險度分層評估，可有效減少臨床過度治療或治療不足等問題。隨著基因組、表觀遺傳學(xué)組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組等多組學(xué)研究方法的不斷交叉整合，MB的分子亞型將日趨完善，精準(zhǔn)的分子分型為優(yōu)化個體治療策略提供新思路。目前，MB尚無標(biāo)準(zhǔn)的靶向治療，但針對不同分子亞型的靶向治療臨床研究正逐步開展，以期提高M(jìn)B患者的生存率和生存質(zhì)量，降低復(fù)發(fā)率。