SHH型髓母細胞瘤的發病機制及靶向抑制劑研究進展

楊濤 張弩 鐘興明

●綜 述

SHH型髓母細胞瘤的發病機制及靶向抑制劑研究進展

楊濤 張弩 鐘興明

髓母細胞瘤（MB）是小腦里一種胚胎原性的惡性腫瘤，是兒童顱內腫瘤中較為常見的一種。目前已有4種MB的分子亞型被發現：WNT型、GroupⅢ型、GroupⅣ型和SHH型，其中以SHH型MB最為常見。SHH信號通路能夠調控小腦細胞正常發育周期及細胞增殖，維持小腦正常的功能和結構，而SHH型MB的形成與SHH信號通路的異常表達有關。針對SHH信號通路靶向抑制劑的研究或將成為未來治療MB的新方法。本文就SHH型MB的發病機制、基于SHH信號通路的靶向抑制劑的研究進展作一綜述。

髓母細胞瘤 發病機制 靶向抑制劑 研究進展

髓母細胞瘤（medulloblastoma，MB）是小腦里一種胚胎原性的惡性腫瘤[1]，是兒童顱內腫瘤中較為常見的一種。遺傳學研究發現，部分神經腫瘤綜合征（如Gorlin綜合征、Turcot綜合征、Li-Fraumeni綜合征、Rubinstein-Taybi綜合征）具有遺傳易感性，與MB的發生呈正相關[2-3]。WHO將MB從組織病理學上分為經典型、大細胞型、間變型、促結締組織增生型和廣泛結節型。臨床醫生一般根據MB復發或轉移風險（患者年齡、手術切除范圍、腫瘤轉移情況、病理分型等）將患者分為高危險組和標準危險組。目前標準危險組經聯合多種方法后治療的存活率可達到80%，但高危險組的預后仍然很差[4]。此外，MB患者經積極治療后即使存活，也會有一定的神經系統損傷或后遺癥[5-7]。在MB所有的分子亞型中，SHH型較為常見，且MB與SHH信號通路的異常表達有關，針對SHH信號通路的靶向抑制劑治療或將成為治療SHH型MB的新方法。本文就SHH型MB的發病機制、基于SHH信號通路的靶向抑制劑的研究進展作一綜述。

1 MB的分子亞型

近年來隨著基因組學的發展，至少有4種MB的分子亞型已被發現：WNT型、GroupⅢ型、GroupⅣ型和SHH型。每個亞型均擁有不同的分子結構、組織病理學表現和臨床特征。WNT型MB的形成是由編碼βcatenin的基因發生突變所致[8]，常常生長在小腦外菱唇部位。WNT型好發于年長兒童或青春期，組織病理學分型多為經典型，預后較好。目前臨床上的治療主要以降階（低強度放化療）治療為主。GroupⅢ型MB是所有分型中預后最差的，該型存在不同且多重的基因改變，其中包括MB致癌基因的高表達。GroupⅢ型MB基本只在兒童中被發現，組織病理分型上以大細胞型和間變型多見。目前臨床上主要以探索新的治療方法為主，如吉西他濱與培美曲塞的聯合用藥[8-9]。GroupⅣ型MB可發生在所有年齡段，其大多組織病理分型為經典型。GroupⅣ型較為常見的基因改變主要存在于17q中，其臨床預后與其他分型相比，屬中等水平[8,10-15]。SHH型MB是目前研究最多的一種分子亞型，它是SHH信號通路的持續性活化而導致的。由于SHH信號通路在小腦的發育過程中發揮著重要作用，且大部分嬰兒及成人患者的MB分子亞型屬于SHH型，所以可能是SHH型MB及其靶向抑制劑目前研究較多的原因之一。SHH型MB中已發現的組織病理學分型包括經典型、大細胞型、間變型和促結締組織增生型。該型好發于小腦半球內[16]，預后與GroupⅣ型相當，較WNT型差，較GroupⅢ型好。

2 SHH信號通路與SHH型MB

SHH信號通路參與了多數中樞神經系統功能的發育，包括神經前體細胞、少突細胞的增殖以及背腹側神經軸突生長[17]。在小腦的胚胎發育過程中，浦肯野細胞中的SHH信號通過結合細胞膜受體Ptch1，解除了對跨膜蛋白smoothened（Smo）的抑制并激活Smo，激活后的Smo會造成Fu抑制劑（Sufu）等復雜大分子復合物生理過程紊亂，導致下游Gli1蛋白活化，抑制 Gli2、Gli3的裂解，使得全長的Gli2、Gli3進入細胞核內，與Gli1共同促進下游如Gli1、Ptch、Cyclin D和Bcl-2等在內的靶基因進行轉錄[18-21]，誘導位于顆粒層外側中的顆粒神經元前體細胞增殖。胚胎發育后，SHH通路在骨骼系統、生殖系統、干細胞維持等方面存在一定活性外[22-23]，基本處于靜息狀態。

在完整的SHH通路中，Ptch1持續抑制Smo，從而抑制下游相關目的基因轉錄，并激活轉錄抑制因子Gli3。因此，異常持續激活的SHH通路將導致轉錄激活因子Gli1、Gli2的持續激活，細胞異常增殖并導致腫瘤如MB、基底細胞癌、橫紋肌肉瘤、胰腺癌、卵巢癌、結腸癌等的形成[23-26]。SHH型MB形成的原因很多，任何導致SHH信號通路異常持續激活的因素均可導致SHH型MB的發生，如9q上的Ptch1變異，或通路中的其余基因如Sufu、Smo、Ptch2、Hip1、Gli1、Gli2和Gli3的異常表達[27-29]。腫瘤遺傳學研究發現Ptch基因種系突變的Gorlin綜合征患者，SHH型MB的易感性較高；Sufu基因種系突變的嬰幼兒也易發生MB；此外，大部分SHH型MB的SHH信號通路中的相關基因（如Ptchl、Sufu、Smo、Glil、Gli2）存在體細胞性突變。

3 SHH通路相關抑制劑的研究進展

SHH通路中的相關抑制劑可作為治療SHH型MB的一種新型治療方法，目前仍有少量藥物被證實對SHH通路有抑制作用。Cyclopamine是最先被報道的小分子Smo拮抗劑，它通過特異性結合Smo，從而抑制SHH信號通路活性[30-32]。Berman等[33]報道了Cyclopamine無論在體外還是體內實驗，對髓母細胞增殖均有抑制作用；在其他SHH型腫瘤中也發現了Cyclopamine對SHH信號通路具有抑制作用，可抑制腫瘤的生成。以上結果促進了Cyclopamine作為SHH通路抑制劑藥物的進一步研究并生產出其相關衍生物，如Saridegib（IPI-926）、GDC-0449、GDC-0049、Erismodegib（LDE-225）、TAK-441、XL-139（BMS-833923）、PF-04449913和PF-5274857等。Rudin等[34]報道1例26歲男性患者給予GDC-0049后，MB的增殖和轉移被明顯抑制了。隨后有研究發現患者對GDC-0049產生了耐藥性，原因可能是Smo或其他相關基因發生了二次突變，或是信號通路的異常激活并不是Smo引起、而是Smo下游蛋白失調導致的，故使Smo位點的抑制劑失去了效果[35-36]。早前報道的Robotnikinin也是一種SHH信號通路中Smo上游HH蛋白的拮抗劑，它能與HH蛋白競爭性相結合，從而阻礙HH蛋白與Ptch1受體結合，達到抑制SHH信號通路表達的作用；但當HH蛋白發生基因突變時，這種抑制劑很可能失去作用[37]。SHH通路中下游的Sufu基因若出現突變，也可能導致SHH通路的持續活化；失去Sufu的抑制作用后，Gli1會持續轉錄表達[38]。因此，對于抑制Sufu上游位點的抑制劑，可能會由于Sufu位點基因發生突變而導致失去抑制作用[35,39]。理論上來說，調節SHH通路最下游的Gli蛋白的轉錄活性的抑制是治療多種Gli依賴性MB的最有效措施，具有廣泛的應用價值[40]。目前針對Gli轉錄進行抑制的拮抗劑主要有GANT61、GANT58等[41]，它們可以與細胞體內Gli DNA相結合，抑制Gli的鋅指結構蛋白轉錄活性，并下調SHH信號通路堿性磷酸酶活性，通過抑制SHH信號通路Smo下游位點以實現抑制通路活性的作用[42]。Lauth等[41]通過實驗發現GANT61、GANT58對SHH信號通路具有明確的抑制靶點，并對其他通路如TNF/NF-κB有選擇性抑制作用。因此，針對位于Smo下游的位點-特別是Gli位點的靶向抑制劑，很可能是未來研究方向。

姜黃素是一種非化學性藥物，可從姜黃屬植物中提取。它可以調節諸多信號通路中基因的轉錄表達，抑制通路信號，從而實現抗腫瘤的重要特性。相關研究報道姜黃素可以下調Gli1的表達，抑制SHH信號通路活性，達到抑制髓母細胞增殖、誘導細胞周期在G2期和M期阻滯的作用[43]。劉杏娥[44]發現姜黃素可以下調SHH信號通路中SHH與Gli1的蛋白表達，并抑制小細胞肺癌NCL-H446細胞增殖，誘導其凋亡。此外，姜黃素還能通過下調SHH信號下游的靶點基因Bcl-2，從而達到增強化學藥物療效的作用[43]。這說明姜黃素很可能是一種治療SHH型髓母細胞瘤的潛質抑制劑，或可作為與其他化學藥物聯合應用的輔助藥物。

維生素D也是近年來新發現的SHH通路潛在阻滯劑。Bjlsma等[45]在2006年首先提出了維生素D3與SHH信號通路有密切關系，維生素D3可與Smo受體直接結合從而抑制下游信號。亦有研究發現維生素D3可以滅活Smo并下調SHH信號抑制胰腺癌細胞生長[46]。Tang等[47]研究發現維生素D可以通過SHH信號通路而達到抑制小鼠基底細胞癌增殖的作用。Baek等[48]發現維生素D3能夠下調胃癌、膽管癌細胞系中Ptchl、Gli、CCNDl、Bcl-2等基因的表達，此外具有與其他抗腫瘤藥物的協同作用。維生素D可能成為治療MB的有效因子但目前關于維生素D對MB的作用研究不多，需要進一步實驗證實。

4 問題與展望

目前已經有SHH信號通路抑制劑（如GDC-0449）進入了臨床試用階段，但是仍有許多SHH通路抑制劑因其耐藥性或毒性等而未能進入臨床應用階段。因此，建議深入研究SHH信號通路中的靶向抑制劑，進一步改善目前已知抑制劑的耐藥性、毒性和穩定性等；其中位于Smo蛋白下游的Gli轉錄因子抑制劑的研究，或將成為SHH信號通路靶向抑制劑未來的研究方向。

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（本文編輯：陳丹）

《浙江醫學》“病例討論”欄目征稿

根據廣大讀者的建議，本刊開辟了“病例討論”欄目，論文結構分為“病例摘要”和“討論”兩部分，以期通過對疑難、復雜或罕見病例的介紹和討論，交流臨床工作經驗，幫助廣大臨床醫師掌握科學的臨床思維方式，提高各專科和多學科的綜合分析判斷能力，進而提高醫療水平。現特向廣大臨床醫師征集相關病例，具體要求如下。

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2016-08-13）

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313000湖州市第一人民醫院神經外科（楊濤、鐘興明）；溫州醫科大學附屬第二醫院神經外科（張弩）

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