楊晟楠,趙勇,李月川,賈瑋
淋巴管肌瘤病(lymphangioleiomyomatosis,LAM)是一種罕見的多系統疾病,近年來研究發現該病為低級別、轉移性腫瘤,主要累及育齡期女性,男性發病率極低。LAM 的組織學特征是平滑肌樣細胞異常增殖,并通過淋巴系統擴散,肺臟為主要的靶器官,可導致肺臟囊性重塑[1]。LAM早期癥狀輕微,通常表現為勞累性呼吸困難,復發性氣胸。該病進展緩慢,晚期的LAM 患者常因嚴重的低氧血癥而死亡[2]。LAM 的發病機制尚不十分清楚,目前認為可能與結節性硬化癥(tuberous sclerosis complex,TSC)基因突變導致的哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)通路過度激活有關[3]。但是Kim 等[4]報道的一項全基因組關聯研究(genome-wide association studies,GWAS)結果顯示,LAM的發病與TSC1/TSC2基因突變無關,核受體亞家族2F組成員2(NR2F2)可能是LAM發病機制的新候選基因。
LAM的女性發病率為(0.34~0.78)/10萬[5],育齡女性確診時平均年齡(41.00±0.65)歲[6],但也有青春期前和絕經后的病例報道[7]。
2.1TSC基因突變 LAM的發生可能與TSC基因突變有關。TSC 是一種由TSC1或TSC2基因突變引起的常染色體顯性遺傳病。TSC1定位于9 號染色體(9q34),編碼錯構瘤蛋白(hamartin),TSC2定位于16號染色體(16p13),編碼馬鈴薯球蛋白(tuberin),兩者形成TSC復合物。TSC復合物是mTOR 通路的反向調節劑,TSC1/TSC2基因突變使得mTOR 通路被過度激活,從而導致LAM 細胞增殖[8]。另一方面,TSC2基因突變后,其對mTOR 復合物2 的抑制程度減低,從而使得下游Rho-鳥苷三磷酸酶(Rho-GTPases)活性增強,導致LAM 細胞過度生長、轉移和凋亡。
有研究表明,除TSC1和TSC2的種系突變外,結節性硬化癥并發LAM(TSC-LAM)被認為是由于體細胞突變而發生。散發型LAM(S-LAM)也被認為是在涉及TSC2的體細胞突變和(或)雜合性丟失的雙重打擊模型下發生[9]。另有研究表明,S-LAM 患者腎血管平滑肌脂肪瘤和肺LAM 細胞中存在TSC2基因的體細胞突變[10]。此外,S-LAM可能是由TSC2突變的體細胞鑲嵌所致。鑲嵌現象在腫瘤抑制基因綜合征中很常見,通常情況下體細胞鑲嵌癥患者的某些組織中攜帶該基因突變,但在其他組織中不攜帶。S-LAM 患者可能僅在選定的腎臟和肺臟細胞中有TSC2突變,在這種情況下,正常的腎臟或肺部通過單鏈構象多態性分析(single strand conformation polymorphism,SSCP)或測序可能無法發現TSC2突變。
2.2NR2F2突變 Kim 等[4]研究測試了 540 萬個單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism,SNP),用于鑒定來自歐洲和美國的426 例白人女性中S-LAM的風險基因,研究人員利用多基因組數據庫進行計算機模擬分析,結果顯示相關的SNP 位于一個包含NR2F2調控元件且沒有其他臨近基因的基因組區域內;另外,免疫組化分析顯示,NR2F2在LAM 患者的肺和腎血管平滑肌脂肪瘤細胞中有較強的核表達。這些證據表明,S-LAM 的發生可能與TSC2基因突變無關,而NR2F2可能是 S-LAM 發病機制的新候選基因。NR2F2的已知生物學活性符合LAM 的幾種致病特征:NR2F2與腫瘤的進展性和侵襲性一致,是多種腫瘤的預后指標,尤其是對性激素敏感的腫瘤[11-12];NR2F2還是腫瘤血管和淋巴管生成的重要調節劑,NR2F2基因敲除的小鼠在子宮內死于異常的血管發育[12]。因此,NR2F2與LAM發病之間存在相關性,NR2F2突變可能為S-LAM的風險位點。
在WHO 肺癌分類中,LAM 被歸類為血管周圍上皮樣細胞瘤(perivascular epithelioid cell tumoe,PEComa)[13]。實際上,LAM的病理特征在于LAM細胞組成的小團簇浸潤和增殖,其積聚可產生肺實質的囊性破壞和淋巴管的扭曲。LAM細胞由2種形態不同的類型組成:較小的紡錘形平滑肌樣細胞和較大的上皮樣細胞;前者位于結節的中心,外周則可見較大的上皮樣細胞[14]。Valencia等[15]對81例患者研究顯示,LAM 的免疫組化形式依次為:人黑色素瘤相關抗原(HMB45)、平滑肌肌動蛋白(SMA)、孕激素受體(PR)、雌激素受體(ER)、結蛋白(desmin)和波形蛋白(vimentin)。實際上,LAM 病灶還包括大量LAM相關的淋巴管內皮細胞,并且LAM結節包括許多成纖維細胞樣間充質細胞。組織病理學研究表明,LAM 結節由具有TSC2突變的LAM 細胞和野生型間充質細胞組成,后者細胞類型通常在數量上占主導優勢,具有TSC2突變的LAM 細胞的生長優勢在體外可能被野生型間充質細胞數量的優勢所占據[16]。
LAM的影像特征為全肺野分布的直徑在2~10 mm的類圓形、囊壁完整的薄壁囊腔,內無積液,囊腫之間的肺實質正常[17]。這些囊腫呈彌漫和對稱分布在整個肺部,沒有優勢肺葉。另外,部分LAM 還可能出現小結節,網狀或磨玻璃影,但少見[18]。在TSC-LAM 患者中發現的實性或磨玻璃結節性病灶比S-LAM患者更常見,可能是由于多灶性微結節性肺細胞增生(multifocal micronodular pneumocyte hyperplasia,MMPH)、淋巴充血或肺泡出血所引起。MMPH 的直徑為1~10 mm,通常以上葉為主,周圍是淋巴管阻塞引起的間質性水腫,還可以看到小葉間隔的增厚[19-20]。盡管LAM 是典型的彌漫性囊性肺病(diffuse cystic lung disease,DCLD),并且在高分辨力CT(high resolution CT,HRCT)上具有特征性外觀,但是Gupta等[21]發現,香煙煙霧引起的小氣道損傷可以在HRCT 上呈現為類似LAM 的DCLD,所以建議對于有香煙煙霧暴露史的DCLD患者不應單獨使用影像特征來確診LAM。
盡管HRCT在LAM的診斷中起著非常重要的作用,但其具有的高輻射性限制了在育齡期女性中的使用。有研究認為,胸部低劑量和超低劑量CT(LDCT和ULD-CT)既避免了高輻射暴露,又可以保證影像質量,這項技術可能適用于評估治療反應,并且可以為隨訪提供更加安全的評價手段[22]。
5.1 mTOR抑制劑 mTOR通路的異常活化是LAM的發病機制之一,因此抑制mTOR 通路成為治療LAM的一種方法。西羅莫司(sirolimus)和依維莫司(everolimus)作為mTOR 復合物 1 抑制劑,可用于治療LAM。McCormack等[23]開展的一項國際多中心隨機雙盲臨床試驗表明,對受試者給予西羅莫司和安慰劑治療12 個月,監測肺功能發現,與安慰劑組相比西羅莫司能夠穩定受試者的第一秒用力呼氣量(FEV1),改善用力肺活量(FVC),但是停用西羅莫司一段時間后患者肺功能繼續下降,表明西羅莫司僅能改善患者的肺功能,并不能治療LAM。另一項研究表明,西羅莫司還能夠減少LAM患者胸腔或腹腔乳糜性積液的生成[24]。
美國胸科學會(American Thoracic Society,ATS)聯合日本呼吸學會(Japanese Respiratory Society,JRS)在2016年及2017年相繼發表了LAM診斷和管理臨床指南及補充性指南[25-26],建議對肺功能異常的LAM患者(定義為FEV1<0.7預測值)進行西羅莫司治療,但在患者選擇、開始治療的時機、持續時間和治療劑量方面未做明確規定。國際多中心西羅莫司的療效評價試驗(MILES 試驗)表明,西羅莫司可穩定FEV1<0.7 預測值患者的肺功能,但是,FEV1≥0.7預測值的患者被排除在試驗之外;通氣功能正常或接近正常的LAM患者仍然可能有呼吸困難、氣短等癥狀,這可能與殘氣量增加、彌散功能減低有關,這部分患者是否可以從西羅莫司治療中獲益有待進一步研究;MILES試驗中藥物干預時間僅為1年,而更長時間治療的益處和風險有待驗證[23]。
MILES 試驗結果顯示,西羅莫司的血液谷濃度應維持在5~15 μg/L[23]。研究顯示,西羅莫司有血脂異常、骨髓抑制、傷口愈合延遲、胰島素抵抗等不良反應,并且長期使用還會增加發生惡性腫瘤的潛在風險[27]。一項對15例接受西羅莫司治療超過6個月的LAM 患者的研究表明,低劑量西羅莫司(血液谷濃度<5 μg/L)治療在改善肺功能和減少乳糜胸方面可能同樣有效[28]。但該研究患者例數較少,且缺少和常規劑量療法的比較。Yoon等[29]研究顯示,39例接受西羅莫司治療的LAM 患者分為2組,低劑量組定義為維持平均血液谷濃度低于常規劑量(5~15 μg/L)的任何劑量,中位治療時間為29.6個月,低劑量組和常規劑量組的不良反應發生率相似,但是低劑量組12 和24 個月的療效均不如常規劑量組。故臨床還需要進一步評估西羅莫司的最佳劑量,以減少藥物相關不良反應,并提高長期治療的安全性。
5.2 他汀類藥物 西羅莫司僅能抑制mTOR 復合物1 的活性,而TSC2基因突變能導致下游Rho-GTPases過度激活,促進LAM細胞的生長、轉移和凋亡。他汀類藥物能抑制Rho-GTPases 產生,從而阻斷TSC2基因突變引起的 LAM 細胞增殖[2]。有研究表明,辛伐他汀和雷帕霉素聯用可通過阻止肺泡破壞使LAM患者受益[30]。另有研究顯示,西羅莫司與辛伐他汀聯用并未增加藥物不良反應的發生率[31]。因此,他汀類藥物是否可以使LAM患者獲益仍有待深入研究。
5.3 自噬抑制劑 氯喹和羥氯喹通常用作抗瘧疾治療,但它們也是自噬抑制劑。研究表明,羥氯喹聯合西羅莫司治療TSC基因敲除的小鼠,可以有效地抑制腫瘤細胞的生長[32]。西羅莫司和自噬抑制LAM(sirolimus and autophagy inhibition in LAM,SAIL)試驗血清分析表明,5′-甲硫基腺苷和精氨酸經西羅莫司聯合自噬抑制劑治療后,變化顯著,可能成為評價療效的生物標志物[33-34]。白藜蘆醇是一種天然自噬誘導劑,通過抑制PI3K/Akt/mTORC1 軸發揮促凋亡作用[35]。Alayev 等[36]發現,白藜蘆醇可阻斷雷帕霉素誘導的自噬,抑制Akt 并促進TSC2突變細胞的凋亡。但目前的臨床試驗較少,白藜蘆醇用于LAM 患者的輔助治療是否有益尚缺乏循證醫學證據。
5.4 環氧合酶抑制劑 Li等[37]研究顯示,LAM病變肺組織中環氧合酶-2(COX-2)、血清前列腺素E2(PGE2)含量升高,使用阿司匹林(不可逆的COX-1和COX-2 抑制劑)處理TSC2基因缺陷型 ELT3 細胞異種移植腫瘤模型發現,其可以抑制腫瘤生長并降低PGE2 水平,表明阿司匹林和(或)其他COX-2 抑制劑可能對LAM 的治療有益。塞來昔布作為選擇性COX-2抑制劑,其是否能夠用于LAM治療仍處于Ⅱ期臨床試驗階段(https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02484664)。
5.5 酪氨酸激酶抑制劑 酪氨酸激酶可將腺苷三磷酸(ATP)中的γ-磷酸基團轉移到信號轉導分子上的酪氨酸殘基的羥基上,從而激活下游信號通路。酪氨酸激酶受體(RTKs)位于hammartin-tuberinmTOR 的上游,是針對各種生長因子的高親和力細胞表面受體。RTKs 的激活可導致下游信號通路的激活,因此RTKs可能是另一個潛在的治療靶點。阿西替尼是針對血管內皮生長因子受體(VEGFR)的小分子酪氨酸激酶抑制劑,在LAM小鼠模型中阿西替尼可抑制病灶生長、降低血清和肺組織VEGF-D水平、減少淋巴管生成,表明抑制VEGFR 信號傳導對 LAM 有潛在的治療作用[38]。Tyryshkin 等[39]研究顯示,酪氨酸激酶在LAM 細胞中活性最高,LAM 患者的肺組織其次,正常的肺組織中相對較低,并且磷酸化的酪氨酸激酶含量越高,HMB45免疫組化染色陽性率越高。尼達尼布是一種小分子酪氨酸激酶抑制劑,通過靶向成纖維細胞生長因子(FGR)、血小板衍生生長因子(PDGF)和血管內皮生長因子(VEGF)的酪氨酸激酶受體,抑制腫瘤血管和淋巴管生成。目前一項關于尼達尼布在LAM患者中的安全性和有效性的初步研究(https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03062943)仍在進行中。
5.6 支氣管擴張劑 LAM 患者存在阻塞性通氣功能障礙,支氣管擴張劑在一定程度上可以改善患者氣流受限,因此2010年歐洲呼吸學會制定的LAM指南建議,對存在阻塞性通氣功能障礙或對支氣管擴張劑有舒張反應的患者可以吸入支氣管擴張劑。Le等[40]研究表明,除 mTOR 通路過度激活外,cAMP/PKA 途徑可能在LAM 細胞的生長中起關鍵作用。β-受體激動劑可以增加cAMP 和PKA 的活性,通過cAMP/PKA 途徑影響LAM 細胞的磷酸化S6(mTOR途徑的下游效應因子)的含量,從而影響疾病的進展;β-受體激動劑與西羅莫司聯合使用比單獨使用西羅莫司更能穩定患者的肺功能。
5.7 程序性細胞死亡受體1(PD-1)/程序性死亡受體1 配體(PD-L1) 目前,針對PD-1 及其配體PDL1 的免疫療法在除LAM 外的其他腫瘤中已顯示出可使腫瘤縮小甚至治愈的效果[41]。在LAM 的小鼠模型中,表達PD-1 的活化T 細胞浸潤到肺組織,并且PD-L1 通過抗原呈遞和基質細胞在肺中高度表達;在該模型中,抗PD-1 的體內治療可顯著延長小鼠的生存期,表明PD-1/PD-L1 介導的免疫抑制可能發生在LAM 中,為LAM 的治療提供了新的靶點[42]。抗PD-1 的治療效果高度依賴于T 細胞向腫瘤的浸潤,免疫源性腫瘤對檢查點封鎖等免疫療法的反應優于非免疫源性腫瘤,免疫浸潤很可能是由于某些吸引免疫細胞的趨化因子產生增加所致,如趨化因子CCL21吸引了CCR7+T細胞以及其他免疫細胞[42]。因此,針對 PD-1 及其配體 PD-L1 的免疫療法的治療效果依賴淋巴細胞向腫瘤的浸潤,而這種免疫浸潤是由于某些吸引免疫細胞的趨化因子產生增加所致。增加LAM 病變中某些趨化因子的表達,可以吸引更多的免疫細胞募集到病灶處,進而增強免疫療法的治療效果,靶向治療為那些對雷帕霉素治療無反應的患者和晚期LAM 患者提供了一種新的選擇。
LAM 作為一種嚴重威脅育齡期女性的多系統疾病,其發病機制尚未完全闡明。mTOR 通路的過度激活可能是LAM 的主要發病機制,NR2F2是S-LAM 發病機制的新候選基因。胸部低劑量和超低劑量CT為評估LAM治療反應以及隨訪提供了更加安全的評價手段。靶向治療可能為LAM 患者提供新的選擇。但目前對LAM 的發生發展并不十分清楚,治療手段也非常有限,需要進一步的基礎和臨床研究,以期為患者提供更加有效的治療方法。