髓母細胞瘤靶向治療的研究進展

韓欣晟，李坤，趙英男，潘亞文，2，3

(1.蘭州大學第二臨床醫學院，蘭州 730030； 2.蘭州大學第二醫院神經外科，蘭州 730030； 3.甘肅省神經重點實驗室，蘭州 730030)

髓母細胞瘤(medulloblastoma，MB)是常見的兒童顱內惡性腫瘤，占兒童腦腫瘤的8%～10%，且主要發生于后顱窩，也可通過腦脊液擴散至整個大腦和脊髓[1]。MB可在整個兒童期和成年期出現，在兒科人群中的總體年發病率約為5/100萬，其中男性發病率約為女性的1.7倍，部分MB具有遺傳易感性，且與某些神經腫瘤綜合征(如Gorlin綜合征、Turcot綜合征、Curry-Jones綜合征等)的發生呈正相關[2]。世界衛生組織根據組織病理學將MB分為3種類型，即經典型、大細胞型/間變型、結節型及促結締組織增生型，其中大細胞型/間變型MB患者的5年總生存率約為62%，結節型及促結締組織增生型MB患者的5年總生存率可達100%[3]。此外，隨著基因組學的發展，MB還被分為WNT型、SHH(sonic hedgehog)型、G3(group 3)型和G4型，每個亞型均具有獨特的分子組學和臨床特征[4]。新一代DNA甲基化陣列和RNA測序又將WNT型、SHH型、G3型和G4型細分為不同的亞組[5-7]。隨著MB分子分型的出現，MB的治療也從手術后的放化療逐漸轉變為分子特異性靶向治療。在多模式治療下，目前發達國家兒童MB的5年總生存率已達65%～71%[8]。現就MB靶向治療的研究進展予以綜述。

1 MB的早期研究及治療

MB于1925被首次提出，研究者發現手術切除MB的患者較活檢患者具有更長的生存期，但患者術后立即病死率超過30%[9]。1953年引入顱內放射線作為手術切除MB后的輔助治療，雖然可顯著提高MB患者的生存率，但也可導致認知障礙、繼發性生長障礙、激素紊亂以及繼發放射誘導的惡性腫瘤等[10]。1970年開始在MB手術和放療中引入輔助化療，患者生存質量顯著改善[11]。目前手術切除聯合術后放化療已成為MB患者的標準治療方案，其中手術切除是治療的最重要組成部分，腫瘤切除的程度對患者預后有重要影響。完全切除是MB最理想的治療方式，但完全切除也可能損害正常腦組織，導致語言、認知和運動功能受損。一項臨床回顧性研究顯示，除G4型MB外，擴大WNT、SHH或G3型MB患者的手術切除范圍，患者預后方面的差異并無統計學意義[12]。術后放療通常于術后4～5周內開始，因為術后3周內開始放療的MB患者5年生存率降低，表明手術后的放療應在充足的術后愈合時間基礎上進行[13]。但放療可導致MB患兒聽力、內分泌、神經認知、心臟、肺和胃腸道等的毒性損害，而新的質子放療技術可降低放療所造成的毒性損害，且可達到與常規放療相似的生存結果，因此可能成為MB患兒放療的替代治療方案[14]。放療后聯合化療可提高MB患兒的生存率并減少與放療相關的不良反應。對于3歲以下的MB患兒，強化化療通常是唯一可使用的治療方法。用于MB的化療藥物大多為細胞毒性藥物，可干擾DNA的合成或復制，影響細胞增殖，目前常用的MB化療藥物主要包括長春新堿、洛莫司汀、順鉑、卡鉑以及環磷酰胺等[15]。目前關于MB化療的試驗研究，一方面是針對現有的MB化療藥物增加其有效性、降低毒性和耐藥性；另一方面努力研發療效更確切的新型化療藥物，如細胞周期檢查點激酶抑制劑，其可增強化療藥物環磷酰胺、順鉑和吉西他濱的細胞毒活性[16]。近年來，隨著基因組學的發展，MB治療已由一般治療轉向分子靶向的特異性治療。

2 MB分子分型的靶向治療

2.1WNT型MB的靶向治療 WNT型MB約占所有MB的10%，且很少發生轉移，患者的5年生存率約為90%，WNT型MB患者的預后是所有MB患者中最理想的[17]。WNT型MB通常位于腦干附近的第四腦室，其起源于下菱形唇的祖細胞[18]。WNT型MB的特征在于經典WNT信號通路上調，且大多具有體細胞β聯蛋白突變和第6號染色體丟失以及DEAD-box RNA解旋酶3X基因突變，而DEAD-box RNA解旋酶3X在MB中發揮抑癌基因的作用[19]。少數WNT型MB患者還存在與Turcot綜合征相關的APC(adenomatous polyposis coli)基因的種系突變[20]。此外，研究還發現，在WNT型與SHH型中均存在腫瘤蛋白p53(tumor protein 53，TP53)基因突變，與SHH型MB相比，WNT型MB存在TP53突變不會影響患者預后，但存在TP53突變的SHH型MB患者的生存率更低[21]。

由于WNT型MB患者血管的通透性良好，化療藥物更易通過血腦屏障，因此其預后較好[22]。研究發現，接受更低劑量放療的WNT型MB患者的智力可以更好地保留[23-24]。研究表明，WNT型MB患者第6號染色體上ARID1B(AT-rich interaction domain 1B)基因的喪失可促進MB細胞增殖，而敲低MB細胞中的ARID1B基因可導致WNT、胞外信號調節激酶1/2和蛋白激酶B信號通路激活，表明靶向ARID1B基因可作為WNT型MB患者新的治療方案[25]。此外，白細胞活化黏附分子也與WNT型MB相關，其可調節MB細胞的增殖與侵襲，可能成為WNT型MB新的治療靶點[26]。然而，WNT通路在包括組織再生和骨骼形成在內的發育過程中均起至關重要的作用[27]。因此，靶向WNT通路可能干擾人體正常的生理機制，也可能消除WNT激活的MB的化學敏感性，為臨床前研究轉化為臨床治療帶來了挑戰。

2.2SHH型MB的靶向治療 SHH型MB約占所有MB的30%，且主要集中于嬰幼兒和成年，青少年很少發生，患者5年生存率約為70%[17]。SHH型MB大多位于小腦半球，起源于顆粒神經元前體，其主要特征是SHH信號通路異常激活；SHH型MB最常見的改變包括SHH通路組成部分或體細胞突變，如PTCH1(patched 1)和SUFU(suppressor of fused)功能喪失、SMO(smoothene)基因突變以及原癌基因N-Myc和GLI家族鋅指蛋白2(recombinant GLI family Zinc finger protein 2，GLI2)基因擴增；此外，TP53和磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白信號通路改變也是SHH型MB發生的關鍵因素[28]。SHH型MB患者還具有致病性生殖系基因變異，生殖系基因ELP1(elongator complex protein 1)功能喪失可導致SHH型MB遺傳易感性增加[29]；生殖系G蛋白偶聯受體161基因的雜合種系突變與SHH型MB發生相關[30]。甲基化分析顯示，SHH型MB富集3p、9q、10q、14q、17p、3p和10q染色體丟失以及3q增加，其中3p、10q、17p染色體丟失或PTCH1突變的SHH型MB患者無進展生存期更差[31]。

由于SHH型MB患者TP53突變的發生率較高，而TP53在DNA損傷、修復和細胞死亡中起檢查點作用，因此放療可能加速SHH型MB的發生，需謹慎使用[32]。目前SHH型MB患者可能最受益于靶向治療，因為超過80%的成年SHH型MB由PTCH1或SMO突變驅動[33]。一項關于SMO抑制劑Sonidegib和Vismodegib的Ⅰ期和Ⅱ期臨床試驗均顯示，Sonidegib和Vismodegib在SHH驅動的兒童和成人MB中均具有良好的抗腫瘤活性，同時在復發性MB兒童和成人患者中也顯示出抗腫瘤活性，且Sonidegib的療效優于Vismodegib，但長時間使用Sonidegib治療可導致永久性骨生長缺陷[34-35]。此外，蛋白組學研究證實，蛋白質磷酸酶4調節亞基2可促進SUFU去磷酸化、增強GLI1的轉錄活性，進而促進MB細胞增殖[36]。ATP結合盒轉運蛋白C4是SHH通路的重要調節因子，抑制ATP結合盒轉運蛋白C4的表達可影響GLI1對SHH信號通路的調節，提高SHH型MB小鼠的成活率[37]。前列腺素E1可作為GLI2拮抗劑，在耐藥的MB異種移植模型中具有顯著的抗腫瘤作用[38]。此外，白三烯生物合成拮抗劑也可顯著抑制腫瘤細胞增殖，但對正常神經元祖細胞的增殖或正常大腦發育無影響[39]。抗真菌藥物伊曲康唑聯合三氧化二坤具有SMO受體拮抗劑的作用，單用伊曲康唑或聯合三氧化二坤治療均可顯著抑制腫瘤生長，且對已知的具有抗藥性SMO突變體和GLI2過表達的MB患者仍有效[40]。此外，三氧化二坤聯合放療還可減少TP53突變的SHH型MB細胞增殖[41]。還有研究發現，腫瘤壞死因子可上調TP53突變MB細胞表面的主要組織相容性復合體Ⅰ表達，從而抑制MB的生長[42]。研究證實，微管穩定劑伊沙匹隆可阻斷異種移植SHH型和G3型MB小鼠的腫瘤生長[43]。對于非依賴性SMO通路SHH型MB，組蛋白去乙酰化酶1抑制劑quisinostat顯示出抗腫瘤活性[44]。此外，膠質細胞譜系相關的少突膠質細胞轉錄因子2陽性的祖細胞是MB發生和復發期間的腫瘤起始細胞，少突膠質細胞轉錄因子2陽性的祖細胞驅動的致癌網絡也可能是SHH型MB潛在的治療靶點[45]。

2.3G3型MB的靶向治療 G3型MB約占所有MB的25%，多發生在嬰兒和兒童，在成人中幾乎觀察不到，且約50%的G3型MB患者表現為轉移性擴散，患者5年生存率約為50%[17]。G3型MB通常位于腦干附近的第四腦室[46]。G3型MB的起源細胞目前尚不清楚，但部分G3型中存在Myc擴增或過表達，Myc可將星形膠質細胞祖細胞轉化為G3型MB細胞，并作為其起源細胞[47]。此外，Notch1通路、OTX2(orthodenticle homeobox 2)-PAX3(paired box 3)通路在G3型MB的發生中也具有關鍵作用[48-49]。其他的基因改變還包括OTX2和人zeste同源物增強子2(enhancer of zeste homolog 2，EZH2)擴增、SMARCA4(SWI/SNF-related,matrix-associated,actin-dependent regulator of chromatin,subfamily A,member 4)突變、GFI1(growth factor independent 1)基因增強子激活以及轉化生長因子-β通路基因的拷貝數改變等[50]。G3型MB中最常見的染色體改變是16q、10q、9q和17p丟失以及17q增加和第17號等長臂染色體，而第17號等長臂染色體與不良預后相關[31]。

研究發現，吉西他濱聯合阿西替尼治療異種移植G3型MB模型的療效優于順鉑和依托泊苷的標準治療方案[51]。部分G3和G4型MB中均發現了WNT通路激活，其保留了WNT型MB的高血管通透性，激活WNT通路可增強MB的放化療敏感性、抑制腫瘤細胞增殖，延長患者總生存期[52]。G3型MB存在Myc癌基因的過度表達或擴增，因此關于G3型MB治療的臨床前研究主要集中于Myc基因，如BET溴結構域抑制劑JQ1、組蛋白去乙酰化酶1抑制劑、FACT(facilitates chromatin transcription)拮抗劑均可通過抑制Myc基因的表達影響MB細胞的存活[53]。此外，EZH2抑制劑可通過刺激MB細胞的分化抑制MB的生長[54]。利巴韋林是一種可抑制真核翻譯起始因子4E和EZH2表達的藥物，在多個MB的臨床前模型中均具有顯著的抗腫瘤作用[55]。應用EZH2抑制劑Tazemetostat治療可抑制體外培養MB細胞和人小腦類器官中OTX2/c-Myc基因突變所誘導的MB發生[56]。研究顯示，G3型MB存在葡萄糖代謝途徑乳酸脫氫酶A過表達，抑制乳酸脫氫酶A的表達則可顯著降低小鼠和人類Myc驅動的MB的生長[47]。血管生成在惡性腫瘤中起重要作用，G3型MB中的血管內皮生長因子A信使RNA的表達顯著升高，應用G3型MB異種移植小鼠模型進行的基因富集分析確定了5個與血管生成相關的潛在驅動基因，其中RNH1(ribonuclease inhibitor 1)、分泌粒蛋白Ⅱ和AGGF1(angiogenic factor with G-patch and FHA domains 1)基因的表達與小鼠存活率降低密切相關，表明抗血管生成可能成為治療G3型MB的潛在途徑[57]。此外，嵌合抗原受體T細胞治療在原發性、轉移性和復發性G3型MB小鼠模型中均取得較好療效[58-59]。

2.4G4型MB的靶向治療 G4型是最常見的MB亞型，約占所有MB的35%，且大多在診斷時已發生轉移，患者5年生存率約為75%[17]。與G3型MB相似，G4型MB通常位于腦干附近的第四腦室[46，60]。G4型MB的真正起源細胞目前仍未明確。G4型MB的特征類似于谷氨酸能神經元的基因表達特征，其常見突變包括賴氨酸特異性脫甲基酶6A失活、突觸核蛋白α相互作用蛋白基因的串聯重復以及N-myc和OTX2的擴增[5，50]。目前賴氨酸特異性脫甲基酶6A和突觸核蛋白α相互作用蛋白在G4型MB中的具體作用機制尚未明確，仍需進一步研究探討。G4型MB常見的染色體改變包括7q、17q和18q增加以及染色體X、8和11p丟失，其中第8號染色體丟失與生存率提高相關[48]。此外，超過75%的G4型MB存在第17號等長臂染色體，但與G3型MB不同，第17號等長臂染色體在G4型MB預后方面無顯著意義[31，61]。雖然G4型是最常見的MB亞型，但由于其分子機制復雜，且目前對于G4型MB的治療和臨床前研究仍較缺乏，因此明確其分子機制和治療靶標至關重要。

3 小 結

每個亞型的MB均具有獨特的遺傳特征，但幾乎所有的MB患者均采用標準治療策略，因此療效不佳。隨著MB分子亞型的出現，MB患者的治療方案更有針對性。因WNT型MB具有良好的預后，關于其治療方面的研究主要集中于標準方案的降階梯治療。SHH型MB的靶向治療已進入臨床試驗階段，且相較于傳統的放化療具有顯著優勢。G3/G4型MB由于分子機制復雜，雖然部分臨床前試驗顯示出治療優勢，但將臨床前研究轉化為臨床研究仍存在困難。近年，高通量蛋白質組學、代謝組學、全轉錄組測序、表觀遺傳組學及單細胞測序等技術發展迅速，有助于進一步闡明MB的發病機制，從而為MB靶向治療提供更安全、有效的治療方案。