膠質(zhì)瘤新型分子標志物的研究進展

李曉蓉 王宏坤 卞 偉 鄭繪霞 肖 虹

1.山西醫(yī)科大學第一臨床醫(yī)學院，山西太原 030000；2.山西醫(yī)科大學第一醫(yī)院病理科，山西太原 030000

膠質(zhì)瘤是起源于腦神經(jīng)膠質(zhì)細胞的惡性腫瘤，約占成人原發(fā)性腦腫瘤的81%，具有高侵襲性、高復發(fā)率和高死亡率等特征[1]?，F(xiàn)階段臨床多采用手術(shù)切除、放化療和靶向免疫等多學科、多模式治療方案，但效果仍不理想，尤其對于高級別膠質(zhì)瘤，生存率較低，為12～15 個月[2]。新版世界衛(wèi)生組織發(fā)布的膠質(zhì)瘤分子分層的診斷標準在臨床實踐中獲得較大進展，進一步整合了中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類的分子改變，并根據(jù)每個分類的關(guān)鍵基因組變化將其劃分為更準確的亞型[3]，這種在分類中引入分子標準對膠質(zhì)瘤患者的診斷、預后預測有重要的指導意義。近年來研究者們通過精進各種技術(shù)，從細胞、組織或液體活檢中提取出多種與膠質(zhì)瘤疾病進展和預后評估相關(guān)的腫瘤標志物，將其應(yīng)用于臨床篩查、診療及預后評估，但檢出率和精準度較低，不能完全取代常規(guī)病理診斷[4]。因此需要進一步發(fā)掘更多適用于膠質(zhì)瘤輔助診斷的標志物，下文將重點介紹有潛力的新型分子生物學標志物，以期為該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)個體化治療奠定理論基礎(chǔ)。

1 分子標志物新類型

1.1 CDKN2A/B

CDKN2A/B 位于9 號染色體，是重要的抑癌基因，已在惡性黑色素瘤、腦腫瘤、肺癌等多種疾病中發(fā)現(xiàn)，新版分類中是星形細胞瘤整合診斷及預后評估的重要標志物，發(fā)生純合性缺失時，預后較差[5]。

甲基硫代腺苷磷酸化酶（methylthioadenosine phosphorylase，MTAP）位于染色體9p21，是一種代謝酶，丟失會導致直接底物甲基硫腺苷的積累，釋放到腫瘤環(huán)境中可誘導免疫炎癥發(fā)生，研究發(fā)現(xiàn)MTAP 缺失是膠質(zhì)母細胞瘤（glioblastoma，GBM）最常見的遺傳/表觀遺傳事件之一，導致GBM 巨噬細胞數(shù)量增加，淋巴細胞活化減少，對GBM 中的免疫抑制腫瘤微環(huán)境有潛在的作用[6]。

MTAP 與CDKN2A 是共生的兩組基因，常同時發(fā)生缺失，MTAP 作為后者的合理替代物，已被用于胸膜間皮瘤和2、3 級腦膜瘤的疾病診斷和預后評估[7]。Satomi 等[8]采用IHC 和PCR 等方法證明了這種替代方式也適用于膠質(zhì)瘤的診斷，有重要的預后價值，因此可考慮引進MTAP 代替CDKN2A 檢測，作為一種經(jīng)濟、省時的工具，對組織學形態(tài)屬于低級別，但有潛在分子改變的膠質(zhì)瘤明確分級。此外，在疾病診斷中進行CDKN2A/B 純合缺失檢測時，還可以引進優(yōu)化分層風險或預測4 級臨床行為的其他標志物，例如PDGFRA、MYCN 或CDK4 擴增及RB1 突變等。

1.2 錯配修復（mismatch repair，MMR）

MMR 中四個主要基因MLH1/PMS2 和MSH2/MSH6在體內(nèi)形成2 個功能對，MLH1 或MSH2 的丟失會破壞和降解伴侶蛋白的穩(wěn)定性，提示微衛(wèi)星不穩(wěn)定（microsatellite instability，MSI），MMR 蛋白的IHC 和MSI基因檢測是診斷散發(fā)性和遺傳性錯配修復缺陷（mismatch repair deficient，MMRD）腫瘤的有效篩查方法[9]。Lynch 綜合征（Lynch syndrome，LS）是一種常染色體顯性遺傳性疾病，其特征是MMR 基因的種系突變，伴有結(jié)直腸癌、子宮內(nèi)膜癌、卵巢癌等風險增加，膠質(zhì)瘤是LS 的罕見表現(xiàn)，患者具有種系MLH1 和MSH2 突變，當IHC 結(jié)果顯示MSH2/MSH6 聯(lián)合缺失或MSH6/PMS2 獨立缺失時考慮LS，而當MLH1/PMS2 聯(lián)合缺失時，明確診斷還應(yīng)進行BRAF 及相關(guān)MSI 檢測[10]。研究發(fā)現(xiàn)，原發(fā)性MMR 缺陷IDH 突變型星形細胞瘤（primary mismatch repair deficient IDH-mutant astrocytoma，PMMRDIA）是一個獨立實體，屬于高級別病變，主要見于年輕患者（中位年齡14 歲），與其他IDH 突變型膠質(zhì)瘤比較，PMMRDIA 具有迄今為止最差的臨床結(jié)局，無論組織學或分子特征如何，中位生存期僅為15 個月[11]。盡管新版指南并未列入MMR 蛋白作為膠質(zhì)瘤的診斷標志物，但對于兒童、青少年或年輕成人中具有完整1p/19q 或ATRX 的所有IDH 突變型腫瘤的病例，尤其當組織學呈現(xiàn)高級別特征時，都應(yīng)將PMMRDIA 視為鑒別診斷。

1.3 L1 細胞黏附分子和p65

L1 細胞黏附分子（L1 cell-adhesion molecule，L1CAM）屬于免疫球蛋白基因家族，可以調(diào)節(jié)神經(jīng)細胞的生長、存活、遷移等。研究發(fā)現(xiàn)L1CAM 是子宮內(nèi)膜癌、胃癌、外陰癌等預后不良的預測因素，但關(guān)于膠質(zhì)瘤的病理機制研究較少。Zeng 等[12]利用IHC 和FISH檢測等方法，證明了L1CAM 在19%的膠質(zhì)瘤中高表達，并與患者年齡、ATRX 狀態(tài)和Ki-67 指數(shù)相關(guān)，可考慮作為膠質(zhì)瘤尤其是幕上室管膜瘤的預后因子及治療靶點。

p65 作為NF-κB 家族的轉(zhuǎn)錄激活劑，被證明在多種因子刺激下參與鼻咽癌、前列腺癌、直腸癌等疾病進展，包括阻斷細胞周期，誘導細胞凋亡及血管生成等。有研究表明，TCF4N 結(jié)合并誘導p65 的S536 磷酸化，抑制泛素化和降解來上調(diào)NF-κB 活性，且p65磷酸化狀態(tài)與GBM 發(fā)生、化療敏感性密切相關(guān)，是GBM 有前景的預后標志物之一[13]。

L1CAM 和p65 同為NF-κB 信號通路的效應(yīng)蛋白，Chinnam 等[14]證明了兩者結(jié)合可作為幕上室管膜瘤分型及預后的預測因素，是可靠的替代標志物。目前正在嘗試利用兩者的IHC 結(jié)果檢測是否可作為膠質(zhì)瘤分型與分級指標的替代物，從而實現(xiàn)有效、經(jīng)濟的診斷目的。

1.4 整合素β2（integrin subunit beta 2，IGTβ2）

IGTβ2（CD18/LFA-1）是白細胞整合素家族成員，參與淋巴細胞的循環(huán)、細胞黏附和細胞表面介導的信號轉(zhuǎn)導，與腫瘤免疫、遷徙和轉(zhuǎn)移等過程相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)IGTβ2在三陰性乳腺癌和鼻咽癌中呈現(xiàn)高表達，引起免疫逃逸，導致疾病的發(fā)展和遷移并與低生存率相關(guān)，考慮其作為新的治療靶點[15-16]。目前IGTβ2在腦腫瘤中研究較少，尚未闡述與臨床治療及預后的聯(lián)系，Liu 等[17]利用膠質(zhì)瘤基因圖譜等數(shù)據(jù)庫，進行IHC、免疫浸潤分析等研究其在GBM 和低級別膠質(zhì)瘤（low-grade glioma，LGG）中的表達及預后意義，最終發(fā)現(xiàn)在GBM 中表達上調(diào)，引起免疫抑制，導致預后不佳，而在LGG 中表達降低，對免疫細胞參與腫瘤免疫微環(huán)境重塑過程有積極的作用，預后良好，體現(xiàn)了其在LGG 中的預后價值，與Xu 等[18]結(jié)論一致。因此IGTβ2可作為膠質(zhì)瘤分子亞型的獨立潛在標志物和免疫檢查點，并為LGG 的生存預測和免疫治療等方面提供了新見解和新思路，但目前大樣本量研究較少，需要加入更多的數(shù)據(jù)驗證，推動膠質(zhì)瘤免疫治療進程。

1.5 細胞分裂周期6（cell division cycle 6，CDC6）

CDC6 屬于ATP 酶的AAA 家族，位于染色體17q21.3，是真核細胞DNA 復制和細胞檢查點的重要調(diào)節(jié)因子，在腫瘤組織中表達上調(diào)，已被證明在前列腺癌、肺癌和乳腺癌（尤其是雌激素受體陰性）等多種腫瘤中具有致癌活性并與預后不良顯著相關(guān)，被看作是潛在的分子標志物和治療靶點[19]，但在膠質(zhì)瘤中的作用機制尚不明確。Wang 等[20]利用膠質(zhì)瘤基因圖譜進行蛋白印跡、細胞轉(zhuǎn)染等實驗，再經(jīng)統(tǒng)計學分析CDC6 在膠質(zhì)瘤患者中的臨床病理特征及預后意義，認為CDC6 高表達可能通過參與NF-κB、MAPK 和p53 信號通路促進膠質(zhì)瘤細胞的增殖、侵襲和遷移，并與負責維持腫瘤免疫抑制微環(huán)境的T 細胞、B 細胞、樹突狀細胞等浸潤相關(guān)，促進腫瘤發(fā)生及發(fā)展，導致生存率降低，這一結(jié)果與趙浩[21]經(jīng)小鼠敲低CDC6實驗，抑制Akt 信號通路的MMP-2、MMP-9 表達，進而影響GBM 侵襲性的結(jié)論相吻合，因此可考慮CDC6作為膠質(zhì)瘤有意義的預后標志物和免疫治療靶點，但目前研究文獻較少，且多為回顧性數(shù)據(jù)的生物學信息分析和體外實驗，未來可采用前瞻性的大樣本量臨床數(shù)據(jù)驗證，避免偏倚分析。

1.6 長非編碼RNA（long non coding RNA，lncRNA）

lncRNA 是一類超過200 個核苷酸的非編碼RNA，與DNA 結(jié)合蛋白或轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合，可啟動不同信號轉(zhuǎn)導通路并調(diào)節(jié)下游基因轉(zhuǎn)錄，使機體和細胞對外界信號產(chǎn)生快速反饋[22]。目前已知lncRNA 在神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者外周組織中表達異常，但具體的影響機制和預后預測研究較少。在一項關(guān)于1 415 例膠質(zhì)瘤患者的meta 分析中發(fā)現(xiàn)，lncRNA 表達與總生存期顯著相關(guān)，并受到腫瘤直徑、分級和KPS 的影響[23]；同時Shen 等[24]發(fā)現(xiàn)血清中l(wèi)ncRNA 的表達水平與GBM 的存活、復發(fā)和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，對預后有較強的預測作用；此外，lncRNA 參與PI3K/Akt、Wnt-β 連環(huán)蛋白、Notch 等信號通路，調(diào)節(jié)腫瘤細胞的生長、代謝，抑制細胞凋亡，促進膠質(zhì)瘤的侵襲、遷移，并與更高的分級和更差的預后相關(guān)[25]，抑制以上通路能有效阻止膠質(zhì)瘤疾病的進展。目前大量的生物信息分析表明lncRNA 作為膠質(zhì)瘤的分子標志物有巨大前景，應(yīng)用于臨床使靶向治療變成可能，但需深入了解核酸療法的脫靶和潛在毒性，通過改善lncRNA 的樣品提取標準，提高敏感性和特異性，并將基礎(chǔ)實驗研究進一步轉(zhuǎn)變?yōu)榕R床實踐。

1.7 絲裂原活化蛋白激酶/細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶通路

絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）通路是參與細胞增殖、分化、凋亡等功能的重要信號通路之一，過度活化后在卵巢癌、前列腺癌、肺癌等多種腫瘤中發(fā)揮作用，該通路抑制劑可作為新型治療靶點[26]。研究表明多種分子改變可激活MAPK/ERK 途徑導致膠質(zhì)瘤，最常見的是NF1 突變，其次是BRAF 融合、突變，而FGFR1的激酶結(jié)構(gòu)域重復及NTRK 基因的融合、PTPN1 突變、ALK 融合、KIT 點突變等較罕見[27]，新版分類將具有FGFRs 和/或BRAF 突變的彌漫性膠質(zhì)瘤稱為MAPK 通路改變的LGG，多見于毛細胞星形細胞瘤，因KIAA1549 與BRAF 之間的融合是實現(xiàn)細胞增殖和存活的核心因素，被認為是毛細胞星形細胞瘤的主要標志物，由于該病較少見，其伴間變性的分級和命名仍未明確，在全切除術(shù)可行的情況下多數(shù)結(jié)局良好，當分子改變?yōu)镕GFR1 pK656E 點突變時預后較差[28]。研究發(fā)現(xiàn)鎂轉(zhuǎn)運蛋白1（magnesium transporter 1，MAGT1）通過激活ERK/MAPK 通路引起PD-L1 表達上調(diào)，增強膠質(zhì)瘤細胞增殖和放射抗性，并利用生物信息分析和蛋白印跡、PCR 檢測等體外實驗，證實MAGT1 在膠質(zhì)瘤中過表達并與不良預后相關(guān)，因此MAGT1/ERK/MAPK 軸為阻斷膠質(zhì)瘤PD-1/PD-L1 通路提供新的治療方向，具有一定的臨床實用價值[29]。未來可基于此通路繼續(xù)挖掘與膠質(zhì)瘤疾病監(jiān)測、診療和預后等相關(guān)的分子機制，以期更好推進精準醫(yī)療的實踐進程。

2 小結(jié)與展望

綜上所述，膠質(zhì)瘤診斷已進入分子病理時代，但在實際應(yīng)用中可能因缺乏相應(yīng)分子檢測技術(shù)無法明確分級，對于根據(jù)標準原則難以分類的腫瘤，應(yīng)該嘗試其他IHC 指標如p65、ALK、ROS1、MET、NTRK 等聯(lián)合檢測，同時結(jié)合年齡和發(fā)病部位，盡量達到對腫瘤的明確分型和分級。除上述相關(guān)分子外，circRNA、外泌體、micro-RNA 等通過調(diào)節(jié)免疫細胞的活化、炎癥反應(yīng)等過程，改變膠質(zhì)瘤的免疫微環(huán)境，為其提供了全新的診斷預測、預后評估和免疫治療思路；而液體活檢等非侵入性技術(shù)的興起，也為包括膠質(zhì)瘤在內(nèi)的多種惡性腫瘤的診療提供了新方向且已取得實效，如腦脊液ctDNA 檢測作為膠質(zhì)瘤預后標志物，與不良結(jié)局相關(guān)，可改善患者的護理方式[30]。因此為了滿足精準醫(yī)療的需求，未來還需要探索更多分子標志物來輔助疾病檢測和預后評估，同時也應(yīng)重視疾病與微觀環(huán)境的相互聯(lián)系，有助于發(fā)現(xiàn)新的潛在治療靶點，并考慮將藥物研發(fā)與改善預后的目標相結(jié)合，這將是當前的挑戰(zhàn)和研究的熱點。