蘇劍煌 朱 妍 霍麗蓉
首都醫科大學附屬復興醫院中心實驗室,北京 100038
Ⅱ型神經纖維瘤病(neurofibromatosis type 2,NF2)是一種常染色體遺傳疾病,基因位于染色體22q12.2上,出生發病率約為1/28 000[1]。大多數患者在青少年晚期或成年早期可出現耳鳴、耳聾、面部抽搐、吞咽困難、視力下降、眩暈等癥狀。在90%的患者中可以發現雙側前庭神經鞘瘤,是該疾病的特征性腫瘤[2]。盡管腫瘤性質多屬于良性,但目前尚無根治性治療手段。隨著疾病的進展,腫瘤嚴重影響了患者的軀體健康、心理健康以及生存質量。因此,闡明NF2的發病機制,從而研發高效的檢測和治療手段極為重要。本文就上述幾個方面展開綜述,以增進臨床醫生和科研工作者對該病的了解。
NF2常表現為神經系統的多發性良性腫瘤,其中以前庭神經鞘瘤(vestibular schwannoma,VS)和腦膜瘤最為常見,此外還包括室管膜瘤、脊髓神經鞘瘤、真皮神經鞘瘤等。除了累及神經系統,腫瘤還可造成白內障、后囊下晶狀體混濁、牛奶咖啡色素斑等病變。
VS是NF2的標志性腫瘤,由異常的施旺細胞組成,人群發病率為1/50 000。患有該腫瘤的NF2者發病時間較早,通常在兒童時期即可發病,隨著腫瘤的增大,患者可出現耳鳴、耳聾、面癱、眩暈等癥狀。目前一般認為腫瘤為良性,然而近年來發現部分患者的VS有自發惡性變的情況,因此,關于VS的生物學行為有待進一步觀察和研究,以便早干預,防止腫瘤惡性變[3]。
腦膜瘤起源于蛛網膜帽狀細胞,腫瘤多為良性,只有約20%的腦膜瘤發展為惡性腫瘤,常見癥狀包括頭痛、惡心、復視、精神異常等。研究表明,除了NF2外,TERT、PIK3CA、TRAF7、AKT1基因突變在疾病發生發展中也發揮了重要作用。TERT基因突變的患者,其腫瘤復發和病死的風險相對于未發生TERT突變的患者更高,因此,Mirian等[4]學者認為今后腦膜瘤患者應重視TERT突變篩查,以采取更加積極的治療措施。
目前關于NF2的發病機制主要存在兩種假說:Knudson的“雙重打擊”假說和表觀遺傳假說。不論哪種假說,NF2的發生發展均與NF2基因密切相關,NF2基因共包含17個外顯子,長約95 kb,基因表達產物為Merlin(Moesin-ezrin-radixin-like protein)蛋白。Merlin的空間結構包括氨基末端域(外顯子1~8)、鏈接區(外顯子9)、α-螺旋結構區(外顯子10~13)和羧基末端域(外顯子14~17)四個部分,分布于施旺細胞、腦膜細胞、晶狀體和其他神經組織中[5]。研究表明,Merlin通過自身的蛋白磷酸化修飾,參與抑制下游信號通路,如RAS/RAF/MEK/ERK、PI3K/AKT、RAC/PAK/JNK、VEGF-A和YAP等,在染色質構象變化、細胞增殖和分化、細胞的遷移黏附和細胞骨架的形成中發揮重要作用。見圖1。
Knudson等[6]認為腫瘤的發生來自等位基因的突變,即雙側等位基因突變或一側基因突變伴另一側基因缺失,導致Merlin蛋白表達量下降或者結構異常。NF2基因的突變類型包括錯義突變、移碼突變、大片段缺失、剪接位點突變和截斷突變等多種形式。不同突變類型對Merlin蛋白表達量和結構的影響不一,所致病情的嚴重程度各不相同。其中,移碼突變導致的病變最輕,截斷突變的癥狀最重,后者往往發病年齡更早,腫瘤累及的范圍更廣[5]。根據基因突變在胚胎發育過程中的時間節點進行劃分,可分為非鑲嵌型NF2和鑲嵌型NF2兩類患者。前者突變基因來自父母,變異在受精胚胎中已經存在,因此所有的體細胞均攜帶了突變基因,子代患病風險為50%;鑲嵌型NF2患者的突變發生在母親受孕后,致病性變異只存在于身體的一部分細胞,其子代患病概率遠遠低于非鑲嵌型NF2患者,一般低于5%[7]。
該假說認為NF2基因通過甲基化修飾、miRNA表達失調、轉錄后修飾等表觀遺傳修飾,從而導致Merlin蛋白表達量下降,無法正常發揮腫瘤抑制作用。Torres-Martín等[8]對VS患者的基因進行檢測,發現TP73、HOX、CASP8等基因存在高度甲基化的現象。有學者發現EGFR、CCND1、CD53、CSF1R、PLAU、FGFR1的甲基化水平對VS患者的影響顯著,參與了MAPK、RAS等多條細胞通路的調控[9]。Maas等[10]對2868名腦膜瘤患者的DNA甲基化水平進行檢測,發現在腫瘤組織中,DNA的甲基化水平比正常腦膜組織更高。現將甲基化水平納入WHO腦膜瘤臨床分型標準中已逐漸成為共識。
NF2的診療需要腫瘤科、耳鼻喉科、神經外科、神經內科和眼科等進行多學科會診,常見的檢查項目包括MRI、CT、純音測聽、腦干聽覺誘發電位、眼底檢查和專科體格檢查,近年來國外學者還設計出了適用于NF2患者的生活質量量表(the NF2 Impact on Quality of Life questionnaire),并在檢查中納入了基因檢測,目前這兩種檢查手段還在進一步開發中。
MRI是首選的檢查手段,NF2患者應每年進行一次顱腦磁共振成像檢查,從而追蹤腫瘤大小變化以及對周圍組織的壓迫狀況。對懷疑患腦膜瘤、脊髓室管膜瘤和神經鞘瘤病的患者還應加做脊髓MRI。然而,有學者懷疑MRI檢查并非必須,Perry等[11]對226例患者的隊列分析表明,術后6個月的MRI檢查對于病情監測沒有作用,反而會浪費醫療資源。Shew等[12]學者認為人工耳蝸植入或者聽覺腦干植入術后的患者應當謹慎采取MRI檢查,因為MRI會導致疼痛等不良反應。Wichova等[13]學者進一步研究發現,當移除人工耳蝸的磁性裝置后,患者的不良反應就會消失。因此,未來需要重新評估MRI的適用人群,并嘗試研發無磁性裝置的人工耳蝸,以降低MRI帶給患者的負面影響。
NF2基因的5’起始端突變與顱內腫瘤的增加有關,這種基因型-表型的強相關性使得基因檢測的重要性日益提升。目前一般采集血液和腫瘤組織標本進行基因檢測,一些學者利用二代測序(next-generation sequencing)對NF2基 因 進行了檢測:非鑲嵌型NF2患者的檢出率為90%,鑲嵌型NF2患者的檢出率為20.2%~23.5%[14]。為提高后者的檢出率,國內外學者不斷嘗試新的方法。張治華等[15]對30例鑲嵌型NF2患者分別用標準測序法、多重連接依賴探針擴增技術(multiple ligation-dependant probe amplification,MLPA)以及聯合檢測法(標準檢測法和MPLA聯用)進行突變基因篩查,檢出率分別為39.3%、73.3%和80.0%,提示MLPA對于減少假陰性率具有顯著作用,聯合檢測能提高鑲嵌型NF2檢出率。Teranishi等[16]學者利用目標序列捕獲測序技術(targeted deep sequencing)對患者血液、腫瘤組織、口腔黏膜和毛囊中36個基因進行聯合檢測,嵌合體的檢出率可達84.4%。除了需要對NF2進行檢測,未來可以將SMARCB1和LZTR1納入基因篩查,因為鑲嵌型NF2與神經鞘瘤在一些表型和組織學特征上十分相似,但后者SMARCB1和LTZR1基因突變率更高。
總體而言,現有的檢測手段靈敏度和特異度還處于較低水平,臨床上缺少可以評估和預測疾病嚴重程度的有效指標,深入研究NF2的生化、分子和遺傳機制,開發更靈敏的生物標志物,將有助于疾病的早期發現和干預。
當VS患者的聽力持續下降或者腫瘤直徑>3 cm時,應當進行手術干預。據統計,術后患者5年內保持正常聽力的概率為50%~75%[17]。West等[18]學者發現手術切除腫瘤同期行人工耳蝸植入的VS患者,其術后的聽力水平與NF2基因型無關,無論NF2是否為鑲嵌型,患者術后聽力保持效果相似。此外,不同的手術方式對面神經的損傷程度也不盡相同,Bretonnier等[19]對比了腫瘤全切除和次全切除兩種手術方式,發現后者對面神經的保護功能更好。為了盡量保存面神經功能,近年來次全切除術后聯合伽馬刀放射手術逐漸應用于臨床,Daniel等[20]學者通過對32例VS患者的回顧分析表明,這種方法對于面神經和耳蝸神經的保護作用相較于單純手術更佳。
相較于手術,放療對面神經和三叉神經損傷較小,且較少發生不良反應。Chung等[21]對974例患者的回顧分析表明,立體定向放射手術(SRS)可能是VS的有效治療方法,其平均5年局部控制率為74.5%。Mohammed等[22]學者對39例腦膜瘤患者進行了回顧性分析,94.8%的患者10年內腫瘤無明顯進展,只有4例患者發生了短暫的不良反應。Troude等[23]學者對12例VS患者的隨訪表明,腫瘤大小并不會影響治療效果,92%的患者面神經功能完好,83%的患者術后7年內腫瘤無明顯進展。
目前貝伐珠單抗、依維莫司、維司替布、拉帕替尼等藥物都處于臨床試驗階段,尚未批準用于NF2的治療,這些藥物主要以ErbB-2、VEGF、PDGF、mTOR等作為靶點,通過調節相關細胞通路,從而抑制腫瘤細胞的增殖。
VEGF靶向藥物貝伐珠單抗,能與VEGF高度結合,阻止腫瘤組織中的血管滋生,減少腫瘤組織的血液供應。有文獻指出,貝伐珠單抗的使用劑量與療效無關,提高使用劑量并不能進一步縮小腫瘤大小[24]。而且,長期靜脈注射貝伐珠單抗,可能出現高血壓、頭痛、腹瀉和蛋白尿等不良反應,限制了貝伐珠單抗的使用范圍。
有報道指出mTORC1抑制劑依維莫司,對NF2基因純合突變的VS患者具有治療作用,且患者的耐受性好[25]。Graillon等[26]學者對20名復發型腦膜瘤患者進行依維莫司、奧曲肽聯合治療,腫瘤平均生長速率(3個月為周期)從16.6%下降到0.02%。最近有學者還提出mTORC1/2抑制劑AZD2014和酪氨酸激酶抑制劑達沙替尼聯合使用可以降低VS代謝活性[27]。此外,其他mTOR抑制劑如西羅莫司、替西羅莫司、維司替布等也處于試驗階段。
RTK家族抑制劑拉帕替尼能抑制ErbB-2的表達,從而抑制RAS/MAPK和IP3K/AKT的信號轉導活性,減少腫瘤細胞的增殖,增加其對放療的敏感性。成人與兒童對拉帕替尼的耐受性都很好,且藥物副作用可控。
目前國外已經陸續開發出可以用于NF2的基因治療研究的動物模型、載體和啟動子,并進行了一些體外實驗。Mizrak等[28]將可表達尿嘧啶磷酸核糖基轉移酶和胞嘧啶脫氨酶的微囊泡注射到小鼠腫瘤灶,并給予小鼠5-氟胞嘧啶治療,成功抑制了腫瘤細胞的DNA合成。Prabhakar等[29]利用可表達caspase-1的腺病毒相關載體轉染腫瘤細胞后,腫瘤細胞啟動了細胞焦亡程序。Ahmed等[30]將包含凋亡相關斑點樣蛋白(ASC)基因的腺相關病毒載體定向注射到小鼠的神經鞘瘤細胞,成功誘導了腫瘤細胞凋亡,且相鄰的神經沒有受損,這一治療方式有望在未來進入臨床試驗,以進一步評估其安全性和有效性。
綜上所述,NF2的發病機制十分復雜,涉及了許多基因和信號通路,這給疾病的診治帶來了不小的挑戰。目前常規的檢測手段如MRI、聽力檢測等均無法在發病前進行診斷,且對于患者的病情嚴重程度和進展無法作出準確的評估。在治療方面,單一的治療方法對NF2的治療效果有限,手術、放療和化療都存在一定的局限性,如何提高這些治療手段的療效,有待更多的研究和探索。此外,盡管目前針對NF2的基因檢測和基因治療技術尚不成熟,但這一研究方向已經在國外逐漸成為熱點,從基因的角度對NF2進行干預不失為一種可行的方案。