神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤相關(guān)生物指標(biāo)應(yīng)用的研究進(jìn)展

羅海靜 綜述,趙穎海 審校

(廣東醫(yī)科大學(xué)病理系,廣東 湛江 524023)

神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤(NENs)是一類起源于肽能神經(jīng)元和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞,具有神經(jīng)內(nèi)分泌分化并表達(dá)神經(jīng)內(nèi)分泌標(biāo)志物的少見異質(zhì)性腫瘤。NENs在人體分布極為廣泛,可發(fā)生于純內(nèi)分泌器官(垂體前葉、甲狀旁腺、甲狀腺和腎上腺)、純神經(jīng)結(jié)構(gòu)(脊柱旁交感神經(jīng)鏈、副交感神經(jīng)節(jié))和具有彌漫性神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞系統(tǒng)的全身多器官(如皮膚、上呼吸道、肺、乳腺、消化、泌尿和生殖器官系統(tǒng))[1-2]。本文針對(duì)NENs的流行現(xiàn)狀、最新世界衛(wèi)生組織(WHO)分類,以及重要的生物標(biāo)志物等研究熱點(diǎn)進(jìn)行綜述,旨在為NENs的臨床規(guī)范化診療及預(yù)后預(yù)測(cè)提供新進(jìn)展和新思路。

1 NENs的流行現(xiàn)狀

近40年來全球各地區(qū)NENs的發(fā)病率呈持續(xù)上升趨勢(shì)[3]。DASARI 等[4]于2017年發(fā)表在JAMA上的一篇開創(chuàng)性文章中指出,NENs的發(fā)病率已從1973年的每10萬人中的1.09上升到2012年的每10萬人中的6.98,在近40年內(nèi)增幅達(dá)540%。NENs其中以肺及消化系統(tǒng)NENs最為常見,據(jù)SEER數(shù)據(jù)庫(kù)(美國(guó)癌癥統(tǒng)計(jì)流行病學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù),監(jiān)測(cè)、流行病學(xué)和最終結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù))顯示,胃腸胰腺部位NENs的發(fā)病率高達(dá)3.56/10萬人。不少國(guó)內(nèi)外的研究報(bào)告指出消化系統(tǒng)NENs在不同器官部位的發(fā)生率呈現(xiàn)明顯差異,一項(xiàng)關(guān)于中國(guó)胃腸胰腺NENs的回顧性流行病學(xué)研究[5],基于中國(guó)23家單位在2001-2010年的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),消化系統(tǒng)NENs最常見的發(fā)病部位是胰腺(31.5%)和直腸(29.6%),其次是胃賁門(11.6%)和胃體(15.4%)。小腸和結(jié)腸NENs在所有患者中所占的比例相對(duì)較小。

2 NENs的WHO分類現(xiàn)狀

2022年WHO內(nèi)分泌和NENs分類,以在特定解剖部位的遺傳學(xué)證據(jù)及臨床、流行病學(xué)、組織學(xué)和預(yù)后方面的差異作為支持,將上皮NENs分為高分化NENs和低分化神經(jīng)內(nèi)分泌癌(NECs)[6]。

不同解剖部位的NENs有不同的分類框架。以消化系統(tǒng)和肺為例證,胃腸胰腺NENs基于核分裂象數(shù)和(或)Ki-67增殖指數(shù)評(píng)估的增殖的分級(jí)系統(tǒng)嚴(yán)格劃分為G1、G2、G3級(jí),而NECs通常擁有更高的有絲分裂數(shù)和(或)Ki-67標(biāo)記指數(shù),并根據(jù)腫瘤細(xì)胞形態(tài)分類為小細(xì)胞NECs、大細(xì)胞NECs[7]。在肺NENs中,根據(jù)有絲分裂數(shù)和(或)Ki-67標(biāo)記指數(shù)和(或)是否存在壞死,分化良好的肺NENs進(jìn)一步被分級(jí)為G1和G2(目前定義為“典型類癌”和“非典型類癌”),低分化的肺NECs分為肺小細(xì)胞神經(jīng)內(nèi)分泌癌(SCNEC)和肺大細(xì)胞神經(jīng)內(nèi)分泌癌(LCNEC)[6]。

混合神經(jīng)內(nèi)分泌-非神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤(miNEN)的組織學(xué)方面是異質(zhì)的,并且根據(jù)神經(jīng)內(nèi)分泌和非神經(jīng)內(nèi)分泌成分的各種可能組合而有所不同[8]。神經(jīng)內(nèi)分泌成分的分化程度差異比較大,可以高分化,也可以低分化,其中低分化的神經(jīng)內(nèi)分泌成分由NEC(SCNEC或LCNEC亞型)表示;非神經(jīng)內(nèi)分泌成分的形態(tài)特征因部位而異,通常反映在相關(guān)原發(fā)部位的癌中觀察到的特征,其中腺癌和鱗狀細(xì)胞癌是最常見的亞型。

3 應(yīng)用免疫組織化學(xué)指導(dǎo)精準(zhǔn)診斷、預(yù)測(cè)預(yù)后、個(gè)體化治療方面的作用

由于NEN的高度異質(zhì)性,且預(yù)后依賴于腫瘤等級(jí),NENs的精準(zhǔn)診斷變得愈加重要,同時(shí)需要更多的生物標(biāo)志物來改善患者的預(yù)后分類和管理。對(duì)于病理工作者,可以使用NSE、Syn、CgA、CD56、胰島素瘤相關(guān)蛋白1(INSM1)、生長(zhǎng)抑素受體(SSTRs)等免疫組織化學(xué)檢測(cè)來明確神經(jīng)內(nèi)分泌分化;p53、視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白1(Rb1)、死亡結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白(DAXX)、α地中海貧血伴智力低下綜合征X連鎖(ATRX)等免疫組織化學(xué)檢測(cè)對(duì)分化良好的NENs-G3或分化差的NECs有重要鑒別意義。此外,結(jié)合使用生物標(biāo)志物和成像方法可以協(xié)助診斷、評(píng)估治療的適當(dāng)性和對(duì)治療的反應(yīng)[1]。

近年來,各種靶向藥物不斷涌現(xiàn),個(gè)體化治療也不斷出現(xiàn),如腫瘤表達(dá)SSTR2A,患者應(yīng)用生長(zhǎng)抑素類似物(SSAs)長(zhǎng)效奧曲肽或蘭瑞肽可獲益;甲基鳥嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶(MGMT)的免疫組織化學(xué)表達(dá)或啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)能預(yù)測(cè)腫瘤對(duì)替莫唑胺腫瘤的敏感性。因此,未來納入基因組和表觀遺傳生物標(biāo)志物的前瞻性研究是有必要的,并具有個(gè)體化治療和監(jiān)測(cè)策略的轉(zhuǎn)化潛力。

3.1INSM1 INSM1是一種常見的鋅指轉(zhuǎn)錄因子,具有獨(dú)特的組織特異性表達(dá)模式,其表達(dá)僅限于正常的胚胎神經(jīng)內(nèi)分泌組織,包括發(fā)育中的前腦、后腦、嗅覺上皮、視網(wǎng)膜、小腦、胰腺、胸腺、甲狀腺、腎上腺和胃腸道的內(nèi)分泌細(xì)胞,在正常成人組織和大多數(shù)非NENs中不表達(dá)。編碼蛋白識(shí)別特定的DNA靶序列,并下調(diào)與神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞分化相關(guān)的多個(gè)靶基因的表達(dá),對(duì)神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的發(fā)育起重要調(diào)控作用,在早期胰腺內(nèi)分泌、交感腎上腺譜系及泛神經(jīng)源前體發(fā)育中起著關(guān)鍵作用。此外,INSM1通過激活Shh、PI3K/AKT、MEK/ERK1/2、ADK、p53、cyclin D1、β-catenin、LSD1和N-myc發(fā)揮額外的核活性,助長(zhǎng)了NENs的發(fā)生[9]。

NENs細(xì)胞通常對(duì)神經(jīng)內(nèi)分泌分化標(biāo)志物具有彌漫性和強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。INSM1在NENs中高水平再表達(dá),已經(jīng)作為一種新型的NENs免疫標(biāo)志物進(jìn)入研究專家的視野。近年來的研究表明,商品化的抗-INSM1單抗能夠在多種組織起源的NENs中表達(dá),其敏感性和特異性優(yōu)于現(xiàn)有的神經(jīng)內(nèi)分泌標(biāo)志物[10-11]。在大多數(shù)NENs中,特別是在小細(xì)胞肺癌(SCLC)中,已證明INSM1比其他神經(jīng)內(nèi)分泌標(biāo)志物更敏感,更具有特異性[12]。因此,INSM1可以作為NENs鑒別診斷中有意義的輔助手段。

由于INSM1嚴(yán)格的組織特異性,并在NENs中高表達(dá),其調(diào)節(jié)區(qū)域被認(rèn)為是靶向治療設(shè)計(jì)的潛在候選對(duì)象[13]。盡管人們普遍認(rèn)為,在試圖實(shí)現(xiàn)有效的腫瘤抑制時(shí),直接靶向轉(zhuǎn)錄因子相對(duì)困難,但最近的研究表明,在INSM1表達(dá)的背景下靶向INSM1相關(guān)信號(hào)通路的新型策略是有效的[14]。此外,將針對(duì)NENs的自殺基因或報(bào)道基因與INSM1啟動(dòng)子融合可用于NENs的有效診斷和治療[9]?；趯?duì)INSM1作為NENs特異性生物標(biāo)志物及其下游信號(hào)通路的理解,INSM1可能成為未來設(shè)計(jì)新型癌癥治療策略的一大領(lǐng)域。

近年來,有研究發(fā)現(xiàn)肺外神經(jīng)內(nèi)分泌癌(EPNEC)具有獨(dú)特的神經(jīng)內(nèi)分泌譜系特異性轉(zhuǎn)錄譜,且INSM1的基因表達(dá)降低與侵襲性疾病的特征和較短的總生存期相關(guān)[15]。低INSM1基因表達(dá)在EPNEC中是一種新的潛在不利預(yù)后標(biāo)志物,INSM1在高級(jí)別NEC中的潛在預(yù)后作用值得在更大的獨(dú)立系列中進(jìn)行驗(yàn)證。

3.2SSTRs SSTRs屬于G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)家族,由5種不同亞型的G蛋白偶聯(lián)跨膜受體(SSTR1～5)組成,并作為生長(zhǎng)抑素的靶受體發(fā)揮生理功能。因此,SSTRs在介導(dǎo)生長(zhǎng)抑素的生物學(xué)活性和功能方面起關(guān)鍵作用。

SSTRs有很多亞型,其中SSTR2已經(jīng)成為診斷和治療NENs的重要靶點(diǎn)[16-17]。另外,由于SSAs和放射性核素的快速發(fā)展,基于SSTRs的生長(zhǎng)抑素受體成像和肽受體放射性核素治療(PRRT)改變了NENs的傳統(tǒng)診斷和管理范式。有研究發(fā)現(xiàn),68Ga-DOTATATE-PET/CT可準(zhǔn)確診斷肺類癌,但原發(fā)部位和轉(zhuǎn)移灶SSTRs表達(dá)程度有差異,提示腫瘤高度的異質(zhì)性[18]。此外,68Ga-DOTATATE-PET/CT在表達(dá)SSTRs的胃腸胰腺NENs患者的定位、分期和管理上有重要作用[19]。

近年來,SSAs已被廣泛用于胃腸胰腺NENs的治療。然而,因?yàn)榻Y(jié)合的受體結(jié)合位點(diǎn)更豐富,SSTR2拮抗劑(如JR11)在診治NENs上被報(bào)道為較SSTR2激動(dòng)劑(如奧曲肽)更有效[20]。肽受體PRRT為代表的腫瘤靶向放射治療也成為NENs治療的新熱點(diǎn)[21]。然而,這些療法的基本要求是腫瘤的SSTRs有足夠高的表達(dá)。SSTRs的免疫組織化學(xué)可以在組織上常規(guī)進(jìn)行,可以為NENs的常規(guī)診斷和預(yù)測(cè)提供快速且具有成本效益的方法。

據(jù)報(bào)道,依賴人眼或采用數(shù)字圖像分析(DIA)評(píng)估SSTR2免疫反應(yīng)性可以作為預(yù)測(cè)新型PRRT效果的方法[22]。此外,SSTRs功能成像,例如使用68Ga-DOTATOC-PET/CT圖像掃描,經(jīng)常在分期和隨訪中發(fā)現(xiàn)CT或MRI忽略的額外病變,并提供患者是否適合使用未標(biāo)記或放射性標(biāo)記的SSAs進(jìn)行治療的信息[23]。還有研究表明,18F-FDG和68Ga-DOTATATE雙示蹤顯像可以更好地表征腫瘤的異質(zhì)性,有助于選擇受益于治療的PRRT候選人,并評(píng)估預(yù)后[24]?？偠灾?結(jié)合使用SSTRs和核醫(yī)學(xué)可以協(xié)助診斷、評(píng)估治療的適當(dāng)性和療效。

3.3ATRX/DAXX DAXX是一種高度特異性的組蛋白伴侶蛋白,選擇性引導(dǎo)組蛋白H3.3沉積在臂間和端粒異染色質(zhì)上[25]。ATRX是SWI/SNF家族中的染色質(zhì)重塑三磷酸腺苷酶。這2種腫瘤抑制基因編碼的相關(guān)蛋白可以形成復(fù)合物,并與組蛋白H3.3結(jié)合沉積在特定區(qū)域,如端粒和著絲粒,并參與凋亡和染色質(zhì)重塑,對(duì)維持體細(xì)胞基因組的完整性和穩(wěn)定性有重要意義。

依賴于核分裂象數(shù)和(或)Ki-67增殖指數(shù)評(píng)估的WHO分級(jí)提供了與NENs分期無關(guān)的重要預(yù)后信息[8]。然而,有絲分裂指數(shù)和Ki-67測(cè)定都容易受到采樣問題、解釋錯(cuò)誤的影響,并且可能不能真實(shí)反映這些腫瘤的臨床行為。越來越多的證據(jù)表明G3 PanNENs和PanNECs是截然不同的腫瘤,在病因、遺傳學(xué)、治療和預(yù)后上都有所不同,但在缺乏G1或G2成分的情況下兩者在形態(tài)上難以區(qū)分[26]。因此,對(duì)于這種臨界病例,推薦使用DAXX/ATRX 免疫組織化學(xué)法來協(xié)助區(qū)分和評(píng)估。在胰腺NENs中,ATRX、DAXX的缺失通常用于支持G3 PanNENs的診斷;反之則診斷為PanNECs[8]。

ATRX和DAXX相互作用形成染色質(zhì)重塑復(fù)合物,它們的丟失導(dǎo)致端粒延長(zhǎng)(ALT)和染色體不穩(wěn)定(CIN)。最近有研究發(fā)現(xiàn),ALT的存在能夠獨(dú)立預(yù)測(cè)較短的無復(fù)發(fā)生存期,并與直徑小于或等于2.0 cm無功能PanNENs較低的總生存率相關(guān),而當(dāng)替代ALT或聯(lián)合ALT時(shí),ATRX/DAXX免疫標(biāo)記的丟失也觀察到類似的結(jié)果[27]。與此一致的是,印度的一項(xiàng)分析PanNENs中ATRX/DAXX改變的研究表明,ATRX/DAXX表達(dá)缺失是發(fā)病機(jī)制的晚期事件,與侵襲性表型相關(guān)[28]?；贒AXX或ATRX基因改變可以直接通過免疫組織化學(xué)檢測(cè)到,DAXX和ATRX免疫組織化學(xué)分析可以替代ALT狀態(tài)評(píng)估所需勞動(dòng)強(qiáng)度更高的熒光原位雜交(FISH)技術(shù),納入到PanNENs的預(yù)后評(píng)估項(xiàng)目中,特別是對(duì)于無功能PanNENs[8]。

3.4Rb/p53 Rb、p53蛋白均屬于腫瘤抑制因子,在細(xì)胞轉(zhuǎn)化和腫瘤抑制中具有重要作用。Rb具有獨(dú)特的細(xì)胞譜系特異性作用,對(duì)調(diào)節(jié)神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞命運(yùn)至關(guān)重要。p53基因分為野生型和突變型2種,其中野生型p53蛋白極不穩(wěn)定,并具有反式激活功能和廣譜的腫瘤抑制作用。Rb、p53基因的缺失或突變已被證實(shí)是許多腫瘤發(fā)生的原因之一,兩者相互調(diào)節(jié),對(duì)SCLC的發(fā)生發(fā)展起重要作用[29]。

分化良好的NENs通常沒有TP53和Rb1基因突變,包括具有高增殖率的NENs-G3;因此,腫瘤細(xì)胞未檢測(cè)到p53蛋白的表達(dá),保留Rb蛋白的表達(dá)。相比之下,低分化NENs經(jīng)常在p53和Rb1基因中出現(xiàn)突變,表現(xiàn)為核Rb表達(dá)缺失和p53過表達(dá)[7-8]。與DAXX和ATRX免疫標(biāo)記只適用于胰腺NENs不同,使用p53和Rb蛋白作為低分化NENs的標(biāo)記對(duì)所有位點(diǎn)都是有效的。因此,推薦使用Rb、p53免疫組織化學(xué)檢測(cè)協(xié)助鑒別診斷NENs-G3和NECs[8]。

NENs的最新分類已將NENs-G3定義為與低分化NECs不同的實(shí)體[8]。另外,既往很多研究都發(fā)現(xiàn)NENs-G3、LCNEC和SCNEC患者對(duì)EP(足葉乙苷、順鉑)化療的預(yù)后和反應(yīng)不同,2個(gè)Ki-67增殖指數(shù)均大于55%但組織學(xué)特征不同的腫瘤對(duì)鉑基化療的反應(yīng)存在差異,這些都提示PanNENs-G3患者的治療選擇和分層仍有待完善。

一項(xiàng)日本關(guān)于胰腺NENs-G3的多中心、回顧性研究發(fā)現(xiàn),2種不同類別NENs-G3和NECs-G3對(duì)鉑類化療(EP)的反應(yīng)存在顯著差異,且Rb缺失與胰腺NENs-G3患者對(duì)鉑類藥物的治療反應(yīng)相關(guān)[30]。另一項(xiàng)關(guān)于大細(xì)胞NECs分子亞型預(yù)測(cè)化療結(jié)果的回顧性研究進(jìn)一步明確Rb1突變狀態(tài)和Rb1/p16蛋白表達(dá)是化療反應(yīng)的預(yù)測(cè)標(biāo)志物,可能有助于指導(dǎo)晚期LCNEC疾病的治療決策[31]。因此,通過下一代測(cè)序(NGS)進(jìn)行的Rb和p53基因突變分析可以在使用的擴(kuò)展癌癥基因組中進(jìn)行,Rb和p53的免疫組織化學(xué)可以取代昂貴的基因檢測(cè),有效地用于篩選,為病理學(xué)家提供有用的診斷提示,并為臨床醫(yī)生提供治療指導(dǎo)方向。

3.5MGMT MGMT是一種高效的DNA直接修復(fù)酶,能修復(fù)DNA序列中的O6-甲基鳥嘌呤損傷,是人類細(xì)胞中迄今發(fā)現(xiàn)的唯一一種修復(fù)該損傷的甲基轉(zhuǎn)移酶。MGMT對(duì)基因組的穩(wěn)定性至關(guān)重要,如果MGMT異常,不能發(fā)揮正常的作用或作用不足,將導(dǎo)致DNA中G∶C配對(duì)轉(zhuǎn)換為A∶T配對(duì),就會(huì)導(dǎo)致癌基因的激活和抑癌基因失活,進(jìn)一步發(fā)展引起腫瘤。

不可切除的NENs通常對(duì)標(biāo)準(zhǔn)治療方法反應(yīng)不佳。在一些臨床試驗(yàn)中,替莫唑胺在晚期或轉(zhuǎn)移性、侵襲性和低分化NENs的治療中獲得了令人鼓舞的結(jié)果[25]。2022年版中國(guó)抗癌協(xié)會(huì)NENs診治指南中指出,對(duì)Ki-67增殖指數(shù)低于55%的G3級(jí)NENs患者,推薦替莫唑胺為主的化療方案,而對(duì)Ki-67增殖指數(shù)大于或等于55%的G3級(jí)NENs,可參考NECs的化療方案[1]。由于NENs的高度生物異質(zhì)性,建立預(yù)測(cè)替莫唑胺治療反應(yīng)的生物標(biāo)志物對(duì)于避免不必要的治療至關(guān)重要。

替莫唑胺是一種烷化劑,能使DNA鳥嘌呤O6位發(fā)生烷基化而產(chǎn)生抗腫瘤活性,從而導(dǎo)致DNA錯(cuò)配和腫瘤細(xì)胞死亡。在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中,對(duì)替莫唑胺反應(yīng)的預(yù)測(cè)是基于MGMT基因甲基化狀態(tài)的評(píng)估,因?yàn)镸GMT高表達(dá)會(huì)抵消烷化劑的治療效果,從而導(dǎo)致化療耐藥[32]。因此,可以嘗試通過檢測(cè)MGMT狀態(tài)來評(píng)估替莫唑胺的活性和療效。有不少研究發(fā)現(xiàn),甲基化特異性聚合酶鏈反應(yīng)(MSP)可能是一種用于評(píng)估MGMT基因甲基化很有前景的技術(shù),進(jìn)而預(yù)測(cè)NENs中對(duì)替莫唑胺的反應(yīng),這需要更多的前瞻性臨床試驗(yàn)來進(jìn)行驗(yàn)證[33]。

一項(xiàng)通過免疫組織化學(xué)檢測(cè)MGMT和錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)(MMR)蛋白在一系列PanNENs中的表達(dá)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),MGMT低表達(dá)PanNENs多見于病理分級(jí)高、Ki-67指數(shù)高和無功能腫瘤,這提示MGMT的表達(dá)降低與胰腺NENs進(jìn)展的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān);同時(shí),該研究還觀察到,PanNENs低表達(dá)MGMT的患者比PanNENs高表達(dá)MGMT的患者無復(fù)發(fā)生存期更短[34]。因此,未來MGMT的表達(dá)可能被認(rèn)為是了解PanNENs生物學(xué)行為的一種標(biāo)記。

4 小 結(jié)

目前可用于NENs診斷與鑒別診斷、指導(dǎo)治療及預(yù)后評(píng)估的生物標(biāo)志物豐富多樣,包括INSM1、SSTRs、ATRX、DAXX、Rb、p53、MGMT等,不同器官部位NENs的分子表達(dá)譜具有重要的臨床研究?jī)r(jià)值,要將對(duì)NENs分子認(rèn)識(shí)的快速進(jìn)展轉(zhuǎn)化為診斷、預(yù)后或預(yù)測(cè)標(biāo)記,仍有許多工作要做。值得注意的是,在不久的將來,隨著分子檢測(cè)手段的發(fā)展,關(guān)鍵分子在組織樣本中的免疫組織化學(xué)應(yīng)用將為NENs診斷中的細(xì)胞生物學(xué)和治療問題的評(píng)估提供有價(jià)值且有經(jīng)濟(jì)收益的信息。