NF1型惡性外周神經鞘瘤的研究進展

王晨羲，劉國龍，呂 琳

(廣州市第一人民醫院腫瘤科，廣州 510180)

惡性外周神經鞘瘤(malignant peripheral nerve sheath tumors,MPNSTs)可發生于任何有神經纖維分布的組織和器官，四肢近端和軀干為其好發部位。近年來，研究人員為提高1型神經纖維瘤病(neurofibromatosis type 1,NF1)MPNSTs患者的生存率進行了大量臨床前和臨床研究，對部分早期確診患者進行積極干預，但患者的預后仍未得到明顯改善。當前，聯合靶向及化學藥物療法雖然取得了一些進展，但總體預后較傳統療法并無明顯差異。因此，亟需尋找新的藥物治療靶點及有效治療方案。目前，人們已經認識到惡性腫瘤在本質上為基因病，各種致癌因素以協同或序貫方式引起DNA損害，從而激活原癌基因和(或)滅活抑癌基因，各種突變基因的累積，最終導致細胞癌變[1]。這提示，研究者可從基因及其上下游分子信號轉導途徑的角度認識NF1型MPNSTs，進而從根源上對其進行有效治療。近年來，圍繞潛在分子驅動因素和治療靶點的數據呈爆炸式增長，這些數據涵蓋了不同細胞控制水平的多個節點，包括主要的信號轉導途徑、血管生成、細胞凋亡、有絲分裂和表觀遺傳學等。現就NF1型MPNSTs獨特的研究進展予以綜述。

1 流行病學

NF1是一種起源于神經嵴細胞，由于分化異常而導致多系統損害的常染色體顯性遺傳病，發病率約為1/3 000，具有家族遺傳史的患者約占50%[2]。

叢狀神經纖維瘤(plexiform neurofibromas,PNFs)是NF1的主要病變特征之一，約占NF1患者的50%[3]。PNFs是出現在外周神經中并涉及多個神經束的良性腫瘤。它通常沿著一個神經束及其分支生長，在臂叢或腰骶叢中形成一個巨大的腫塊。由于腫瘤涉及多個神經束(實際上是整個神經叢)，故使得完全性手術切除且不發生相關神經損害變得不可能。即使在PNFs位置和大小均適合行有意義減瘤術的情況下，如果沒有橫斷神經，也不可能做到完全性的腫瘤切除。因此，常建議PNFs患者對臨床表現(迅速增大的腫物、疼痛、感覺異常等神經癥狀)進行管理。PNFs會隨著時間的推移進一步生長并可能轉化為MPNSTs。而體內腫瘤高負荷是MPNSTs發生發展的重要危險因素[4]。在已確診的PNFs患者中，表明結節病灶可能即將發生惡變的影像學特征包括磁共振成像表觀擴散系數值<1、結節直徑≥3 cm、異質性信號、結節邊界不清晰、水腫或正電子發射計算機斷層掃描顯示高攝取氟脫氧葡萄糖的病灶[5-7]。當進行活組織檢查時，具有上述影像學特征的PNFs通常被歸類為非典型神經纖維瘤，它是一種癌前病變，表現出一些低級別MPNSTs的特征，如較高的有絲分裂活性或新血管生成及異常分子的累積[8]。

MPNSTs是起源于施旺細胞或神經嵴細胞的軟組織肉瘤，占所有軟組織肉瘤的5%～10%[9]。按其組織發生主要分為3類：約50%繼發于NF1；約40%呈散發性；約10%發生于其他腫瘤放療后。MPNSTs在一般人群中的發生率為0.001%。其中，NF1綜合征患者惡變為MPNSTs的終身風險為8%～13%[10]。NF1通常位于四肢、軀干、腹膜后、頭部和頸部[11]。MPNSTs的轉移部位最常見于肺，軟組織、骨、肝、腦、區域淋巴結、皮膚和腹膜后也是常見部位[12]。MPNSTs患者預后較差，5年生存率為35%～60%[11,13]。其預后危險因素包括巨大腫物(直徑> 5 cm)、腫物位于軀干部位、手術切緣陽性、組織病理高度惡性、S100β陰性、p53陽性、NF1起源等。這些預后危險因素可能成為NF1患者疾病進展和預后的早期有效監測指標。但一項薈萃分析顯示，NF1不是MPNSTs的預后危險因素，NF1型和散發型MPNSTs預后差異無統計學意義，這可能與NF1型MPNSTs患者的疾病監測和治療水平提高有關[14]。

雖然MPNSTs可以出現在任何年齡，男女無性別差異，但較擁有復雜基因的肉瘤出現更早。其中，散發性MPNSTs的中位年齡為30～60歲，NF1型MPNSTs的中位年齡為20～40歲[15]。

2 發病機制

NF1基因定位于染色體17q11.2，全長350 kb，包含60個外顯子，其能轉錄形成11～13 kb的信使RNA，編碼2 818個氨基酸的蛋白質，即神經纖維素。神經纖維素在神經系統中普遍表達，發揮腫瘤抑制作用。其包括一段由外顯子21～27編碼的360個氨基酸及鳥苷三磷酸(guanosine triphosphate,GTP)激活蛋白相關的功能區。神經纖維素通過催化活性Ras-GTP轉化為非活性Ras-鳥苷二磷酸結合構象，從而抑制Ras原癌基因的活性[16]。在受影響的個體中，神經纖維素失活作為公認的原發性腫瘤發起事件導致Ras激活，隨后激活Raf-促分裂原活化的蛋白激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase，MEK)-胞外信號調節激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)的級聯反應。Ras的過度活化導致多種良性腫瘤的發生，尤其是神經纖維瘤和罕見惡性腫瘤的發生發展[17]。因此，NF1失活導致Ras過度活化并激活多種下游分子信號轉導途徑，包括Ras/Raf/MEK/ERK和(或)磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mechanistic target of rapamycin,mTOR)途徑。

此外，神經纖維素的雙等位基因失活(來自種系的第一次“打擊”及獲得性體細胞的第二次“打擊”)導致Ras活化，這會促使NF1綜合征中神經纖維瘤的發生發展，但這不足以導致腫瘤惡變。

p53基因位于染色體17p13.1，是人類最常見的腫瘤抑制基因，其編碼P53蛋白，參與細胞周期控制、細胞凋亡和DNA損傷應答。p53缺失/突變是MPNSTs中最常見的異常之一，發生在約75%的MPNSTs中[18]。其通過上調各種增殖相關刺激因子[表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)、神經調節蛋白1共受體erbB2、c-Kit、血小板衍生生長因子α等][19]，促進細胞有絲分裂使NF1向MPNSTs轉變。細胞周期依賴性激酶抑制基因2A(cyclin-dependent kinase inhibitor 2A,CDKN2A)位于染色體9p21.3，是一種多腫瘤抑制基因，編碼兩種不同的抑癌蛋白：一個為p16INK4a(一種細胞周期的負調節因子)，另一個為p14ARF[一種通過與鼠雙微基因2(murine double minute 2,MDM2)結合，從而促進p53穩定的蛋白質]。CDKN2A基因改變發生在約50%的MPNSTs中，其通過影響p16INK4-細胞周期蛋白D1-細胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)4/CDK6-視網膜母細胞瘤蛋白(retinoblastoma,Rb)途徑和p14ARF-MDM2-p53途徑，使腫瘤抑制基因Rb、p53失活，從而引發NF1向MPNSTs轉變[20]。Keng等[21]建立施旺細胞與施旺細胞前體細胞中人第10號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因(phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten,PTEN)和NF1基因的轉基因小鼠模型證實，PTEN和NF1同時缺失導致下游Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/PKB/mTOR分子途徑激活，從而使NF1向MPNSTs轉化。多梳蛋白抑制復合體2(polycomb repressive complex 2,PRC2)的兩個成分胚外胚層發育蛋白和zeste基因抑制子同源物12發生突變，導致PRC2失活，這進一步導致組蛋白3賴氨酸27三甲基化(tri-methylation at lysine 27 of histone H3，H3K27me3)喪失，從而引起細胞的惡性轉變。Schaefer等[22]對100例MPNSTs(70例散發性、10例NF1型、10例放射性相關、10例上皮樣)進行了免疫組織化學分析，結果顯示,H3K27me3的缺失對MPNSTs具有高度特異性，且可能成為其診斷標記。以上研究結果表明，PRC2在MPNSTs中的失活可能在PNFs向MPNSTs的轉變過程中發生作用。也有研究認為，PRC2失活通過放大Ras驅動的轉錄而導致PNFs向MPNSTs進展[23-24]。Lee等[16]使用全基因組檢測方法發現，92%的散發性、70%的NF1型和90%放療相關型MPNSTs均存在PRC2核心組分胚外胚層發育蛋白或zeste基因抑制子同源物12的功能喪失，具有PRC2缺失的MPNSTs顯示H3K27me3完全失活，且多個PRC2調控的分子途徑出現異常轉錄激活。而在PRC2缺失的MPNSTs細胞系中引入PRC2，可恢復H3K27me3生成并抑制腫瘤細胞生長。此外，學者發現CDKN2A(占所有MPNSTs的81%)和NF1(非NF1相關型MPNSTs的72%)可頻繁出現體細胞突變，且與PRC2改變通常共同發生[16]。可見，PRC2、NF1和CDKN2A的高突變率和特異性失活在MPNSTs發病機制中具有重要和潛在的協同作用。Wu等[25]利用人類MPNSTs細胞系構建靶向沉默信號轉導及轉錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)的短發夾RNA(short hairpin signal transducer and activator of transcription 3，shSTAT3)進行臨床前實驗，結果證明EGFR能通過激活蛋白酪氨酸激酶2(Janus kinase 2,JAK2)/STAT3途徑促進MPNSTs形成。因此，利用FLLL32(一種特異性JAK2/STAT3抑制劑)抑制JAK2/STAT3分子轉導途徑能抑制MPNSTs生長，且shSTAT3能抑制MPNSTs的形成。上述研究表明，EGFR-JAK2/STAT3途徑可能有助于NF1向MPNSTs的轉變。

3 診 斷

3.1NF1的診斷標準 美國國立衛生研究院于1987年提出NF1的統一診斷標準[26]：①6個或6個以上皮膚牛奶咖啡斑，其最大直徑為青春期前≥5 mm，青春期后≥15 mm；②2個或2個以上任何類型的神經纖維瘤或1個PNFs；③腋窩或腹股溝區雀斑；④視神經膠質瘤或其他腦實質膠質瘤；⑤2個或2個以上虹膜黑色素錯構瘤(Lisch結節)；⑥具有特征性骨損害，包括蝶骨發育異常，長骨骨皮質變薄或假性關節；⑦一級親屬(父母、子女和兄弟姐妹)患有NF1。凡具有上述2項及2項以上者即可診斷為NF1。

3.2NF1型MPNSTs的診斷標準 MPNSTs的診斷較為困難，由于患者腫物的生長位置、大小及良惡性腫瘤細胞往往同時出現在一個腫物內，所以對高度懷疑惡變的NF1或PNFs用來鑒別良惡性腫瘤并指導病理活檢的影像學檢查顯得尤為重要。磁共振成像、18-氟-氟代脫氧葡萄糖正電子發射斷層掃描可被用于鑒別良惡性腫瘤，引導活檢，評估預后及復發轉移。其中，胸部CT平掃常用于檢查MPNSTs有無肺轉移，而骨掃描有助于判斷有無骨轉移。

MPNSTs通常由梭形細胞組成，其表現為具有不同細胞結構的束狀生長模式，包括由梭形腫瘤細胞構成的細胞密集區和稀疏區，細胞核彎曲或呈波浪狀，排列成柵欄狀或旋渦狀。其中，10%～15%的MPNSTs存在異源分化，如惡性蠑螈瘤，呈現橫紋肌細胞分化，為最常見的MPNSTs變異類型。上皮樣型在所有MPNSTs類型中所占比例<5%。而腺體分化型MPNSTs非常罕見。免疫組織化學顯示，40%～50%的MPNSTs患者腫瘤組織中S-100蛋白表達陽性，SOX[SRY(sex determining region Y) box]10陽性者占30%，膠質纖維酸性蛋白陽性者占30%[27]。但因為這些免疫組織化學標志物的敏感性和特異性不高，所以組織學診斷MPNSTs相當困難，尤其是散發型MPNSTs[28]。

因此，NF1型MPNSTs的診斷標準可歸納為：①既往已診斷為NF1；②迅速增大的腫塊，伴疼痛，或引起局部神經癥狀，如痙攣、虛弱或感覺異常；③典型的影像學表現；④病理提示具有施旺細胞分化的超微結構特征和(或)典型的免疫組織化學特征[15]。

4 治 療

4.1手術 與大多數軟組織肉瘤相同，廣泛切除術為局部MPNSTs的首選治療方法。由于腫瘤累及神經，為達到手術切緣陰性，手術時常需將侵犯的神經一并切除，這會導致相應的神經功能障礙。且NF1型MPNSTs病變廣泛，腫瘤侵犯多個神經叢，想要達到手術切緣完全陰性幾乎不可能。

4.2放療 與大多數高級別肢體肉瘤相同，多數學者認為，術后輔助放療可降低MPNSTs的局部復發率，但對于術后放療能否提高患者生存率仍有爭議[29-31]。同時，放療誘發肉瘤的風險也在增加，所以NF1型MPNSTs患者放療前必須行相關風險-效益評估。Kahn等[32]回顧性分析了美國國立衛生研究院1990—2012年收治的33例MPNSTs患者，其中18例為NF1型，15例為散發型，腫瘤部位包括肢體(58%)、軀干(36%)和頭/頸部(6%)。組織學分級顯示，25例為高級別腫瘤，7例為低級別腫瘤。且33例患者中有20例接受放療(總劑量58.5 Gy，每次1.8 Gy)，與未接受放療的患者相比，接受放療患者的中位生存期和5年生存率差異無統計學意義。

4.3化療 化療在治療NF1型MPNSTs中的地位仍存在爭議[33]。既往文獻報道，使用多柔比星方案對NF1型MPNSTs患者的局部復發率、遠處轉移率和總體存活率無明顯益處[34]。但在輔助治療中，化療仍被認為是可選的。雖然用異環磷酰胺輔助治療可能會改善預后，但毒性更大。Zehou等[35]回顧性分析了法國NF1轉診中心1993—2003年收治的21例NF1型MPNSTs患者，其中腫瘤部位包括四肢(n=8)、腹部或骨盆(n=6)、軀干(n=4)和頭/頸部(n=3)。結果顯示，用化療治療NF1型MPNSTs總體生存率較差，中位生存時間為17個月，5年生存率為14%。可見，常規化療并沒有降低病死率，其療效仍不明確。

4.4靶向治療

4.4.1Ras活性抑制劑 利用Ras活性抑制劑來阻斷下游相關信號的轉導，進而阻止惡變進程可能是NF1型MPNSTs的一種治療策略。Barkan等[36]證實，用Ras活性抑制劑法尼基硫代水楊酸處理NF1細胞能使Ras-GTP水平下降，從而導致腫瘤細胞轉化的表型逆轉并抑制腫瘤生長。但Widemann等[37]在一項Ⅱ期臨床隨機對照試驗中，利用法尼基轉移酶抑制劑替比法尼治療62例NF1或PNFs患者發現，安慰劑組的中位疾病進展時間為10.6個月，替比法尼組為19.2個月(P=0.12；單側)。這表明，雖然替比法尼耐受性良好，但與安慰劑相比，并未顯著延長PNFs的疾病進展時間。

4.4.2聯合靶向用藥 聯合靶向藥物同時阻斷多個信號轉導途徑，可能較單獨用藥療效更好。Johansson等[38]在一項臨床前試驗中，利用8種MPNSTs細胞系測試3種藥物[多柔比星、依維莫司(一種mTOR抑制劑)、厄洛替尼(一種EGFR抑制劑)]的單一和聯合用藥效應。結果表明，單一藥物不能有效阻止MPNSTs的進展，而聯合使用依維莫司與厄洛替尼通過減少Akt磷酸化并降低總Akt的表達水平，有效阻止腫瘤進展，同時也可延長小鼠的存活時間。Watson等[39]單獨或聯合使用MEK抑制劑PD-901和mTOR抑制劑依維莫司對NF1型MPNSTs基因工程小鼠模型進行研究，結果表明單獨使用PD-901或依維莫司均會使腫瘤體積縮小，小鼠壽命延長，但長期單一使用會導致耐藥并引起分子轉導通路的重新激活；而聯合用藥可使上述兩種轉導通路的分子信號減弱，對減輕腫瘤負荷及延長小鼠生存期具有協同作用。這表明，聯合使用靶向藥物較單獨用藥可能對NF1型MPNSTs患者更為有效。

4.5新治療方案

4.5.1白細胞介素13(interleukin-13，IL-13)受體靶向偶聯脂質體療法 高劑量的多柔比星及其代謝產物常引起心臟毒性，故需要開發更有效的遞送系統以減輕心臟毒性。IL-13Rα2是在膠質母細胞瘤和其他侵入性癌癥中表達的癌癥相關受體，其在腫瘤細胞遷移、侵襲和抗凋亡活性中發揮重要作用[40]。一項研究證明，IL-13Rα2受體在癌細胞中的高表達可以保護它們免受細胞凋亡，而降低該受體的表達水平可以增強膠質母細胞瘤的凋亡[41]。Madhankumar等[42]利用IL-13Rα2受體作為治療的靶標對多種MPNSTs細胞系進行相關研究表明，與未偶聯IL-13的脂質體多柔比星相比，IL-13偶聯脂質體多柔比星在抑制腫瘤進展方面更有效。這支持IL-13受體靶向納米脂質體是治療NF1型MPNSTs的潛在方法。

4.5.2溶瘤病毒療法 溶瘤病毒療法是近年來治療癌癥新的可能有效的方法。麻疹病毒(measles virus, MV)疫苗埃德蒙斯頓株主要利用腫瘤細胞高表達的膜蛋白CD46，通過補體調節途徑，進入腫瘤細胞。其一旦進入腫瘤細胞，病毒就會大量繁殖并通過合胞體形成和凋亡誘導細胞死亡[42]。其中，編碼人類碘化鈉同向轉運蛋白的麻疹病毒(measles virus encoding the human thyroidal lodide symporter,MV-NIS)是一種減毒的MV，用于表達NIS。NIS的表達可對病毒感染和擴散進行無創監測，并通過選擇性吸收放射性標記的碘來增強抗腫瘤療效[43]。MV-NIS已被美國食品藥品管理局批準用于治療多發性骨髓瘤患者，其中1例患者出現骨髓瘤的緩解[44]。Deyle等[45]研究發現，MPNSTs細胞系在其細胞表面高度表達麻疹病毒進入細胞所需的細胞受體CD46，并在體外行MV-NIS感染后，MPNSTs細胞系顯示出明顯的致細胞病變效應，而正常施旺細胞反應不明顯。以上結果表明，將MV-NIS導入到MPNSTs中可引起腫瘤負荷明顯減小并改善患者生存率，提示溶瘤麻疹病毒療法可能為NF1型MPNSTs患者的治療提供新方法。

4.5.3納米化療 Sweeney等[46]在體內和體外分別對NF1型MPNSTs進行臨床前實驗，聯合應用MEK抑制劑PD-901和基于普魯士藍納米顆粒(prussian blue nanoparticles，PBNPs)合成的光熱療法(photothermal therapy，PTT)，阻斷MEK活性并消融MPNSTs，結果顯示PD-901與基于PBNPs的PTT相結合治療NF1型MPNST具有協同作用，使腫瘤細胞凋亡、壞死并減少增殖，從而延緩腫瘤生長并增加NF1型MPNSTs小鼠模型的存活時間。同時，該研究結果還表明這種新型局部-全身組合“納米化療”用于治療NF1型MPNSTs患者可能有效。

5 小 結

NF1型MPNSTs是非常罕見的外周神經惡性腫瘤，預后較差，手術聯合放化療治療效果不理想。目前，其發病機制仍不清楚，尚未建立有效的治療標準。雖然臨床前實驗證明聯合使用相關靶向藥物可能對NF1型MPNSTs有效。但仍沒有相關臨床試驗證明分子靶向療法治療MPNSTs是否完全有效。未來，應重點明確NF1型MPNSTs的發病機制，尋求鑒定NF1型MPNSTs的新型腫瘤標志物并進一步研究NF1向MPNSTs轉化的基因組學、蛋白質組學，相關的分子信號轉導通路及其他可能的途徑，以發現診斷NF1型MPNSTs更準確、簡單的方法，并找到新型的靶向藥物及更為有效的治療方案。