轉移性嗜鉻細胞瘤和副神經節瘤遺傳學研究進展

廖遠鍵 姚菁菁 左明順 陳洪川 徐特 張能

1遵義醫科大學附屬醫院泌尿外科（貴州遵義 563000）；2北京積水潭醫院貴州醫院重癥醫學科（貴陽 550014）

嗜鉻細胞瘤（pheochromocytoma，PHEO）和副神經節瘤（paraganglioma，PGL）是由嗜鉻細胞引起的罕見的神經內分泌腫瘤，分別起源于腎上腺髓質和腎上腺外的神經嵴祖細胞。據估計，PHEO/PGL的發病率約為1例/300 000人［1］。然而，這很可能是一個被嚴重低估的數字，因為在尸檢系列研究中，偶然發現的病例高達0.05% ～ 0.1%［2］。雖然大多數PHEO/PGL 為良性腫瘤，但有2% ～ 13%的PHEO 和2.4% ～ 50%的PGL 可出現轉移［3］。PHEO/PGL 常通過血源性或淋巴途徑轉移，當發現淋巴結轉移或遠處轉移時，即被定義為轉移性嗜鉻細胞瘤和副神經節瘤（MPPGL）［3］。目前，MPPGL 患者的治療基本上是姑息性的，通過手術有可能治愈，但腫瘤擴散限制了治愈性切除的機會。因此，發現一種可靠的指標用以預測MPPGL 轉移性擴散變得越加重要。隨著基因檢測技術的進步，最新的指南建議對所有PHEO/PGL 患者進行基因檢測，臨床上常用的基因檢測項目為蛋白質印跡技術、聚合酶鏈反應技術及測序技術，但多種遺傳異常均可能與MPPGL 的診斷有關，因此對MPPGL 患者的基因檢測首選二代測序。本文擬通過對MPPGL近年來發現的相關易感基因研究情況作一綜述，旨在從基因水平研究MPPGL 的發病機制，對于確定關鍵干預靶點、制定有效的預防和治療策略具有重要意義，并為該領域的進一步研究和探索提供了理論基礎。

1 假性缺氧相關基因致MPPGL

假性缺氧相關基因突變可分為三羧酸循環（TCA）相關基因突變和VHL/EPAS1 相關基因突變。三羧酸循環（TCA）相關基因，包含琥珀酸脫氫酶的四個亞基（SDHA，SDHB，SDHC 和SDHD）、組裝因子（SDHAF2）和富馬酸水合酶/延胡索酸水合酶（FH）。表現出SDHx 基因突變和琥珀酸脫氫酶缺陷的PPGL 將積累琥珀酸，進而導致各種DNA 去甲基化酶的抑制和腫瘤DNA 的獲得性高甲基化［4］。腫瘤抑癌基因啟動子區高甲基化可抑制基因表達，導致抑癌基因功能喪失。抑癌基因（PHD1/2）的失活導致HIF-α 羥基化和HIF-α 泛素化/降解減少（HIF-α 被穩定），這也是VHL 依賴的。VHL 基因突變導致VHL 蛋白與HIF-α 的結合受損，因此穩定HIF-α 并導致其積累。通過HIF-α的穩定和積累，假性缺氧相關基因突變促進血管生成（如血管內皮生長因子（VEGF）/PDGF 轉錄）、腫瘤外滲、侵襲、轉移和其他細胞過程［5］。

1.1 SDHX 基因突變 SDHX 基因包括琥珀酸脫氫酶的四個亞基（SDHA，SDHB，SDHC 和SDHD）和組裝因子（SDHAF2）。SDHB 基因失活突變引起的PGL4 是一種常染色體顯性遺傳綜合征，位于1p36.13 號染色體［6］。SDHB 的突變與腫瘤更加侵襲性的行為有關的報道，最早報道于2001 年。最初認為PPGL 與SDHB 的突變相關性較高，但ANDREWS 等［7］的研究顯示，SDHB 突變與腎上腺外交感神經副神經節瘤密切相關，而與嗜鉻細胞瘤和副交感神經PGL 的相關性較低。從性別的角度看，男性SDHB 突變攜帶者比女性患病風險更高［8］，出現該現象的原因目前尚不明確，可能與性別之間的生物差異，如生理、免疫、遺傳等因素相關。從年齡的角度看，兒童轉移性PHEO/PGL 主要是由于SDHB 突變，且在35 歲以下的成人PPGL患者中，可以看到許多與小兒PPGL 相似的地方（包括遺傳性、去甲腎上腺素能和多灶性疾病），雙側腫瘤甚至比兒童或35 歲以上的成人更常見，這表明這些腫瘤可能逃避了臨床檢測，實際上在兒童時期就已經存在［9］。建議對兒童SDHB 突變攜帶者進行PHEO/PGL 的生化篩查，若生化結果為陽性，則應進行影像學檢查以定位腫瘤。

SDHD 基因失活突變引起的1 型副神經節瘤綜合征（PGL1）是一種常染色體顯性遺傳綜合征，位于11q23.18 號染色體［10］。BAYLEY 等［11］的研究顯示，SDHD（在染色體11q23.1 上）的突變比SDHB中的突變具有更高的外顯率（> 80%），并且常染色體顯性遺傳模式通過母體印記改變，因此該疾病通常遺傳自父系等位基因。這意味著一旦突變攜帶者從父親那里繼承了突變，他們就會患上這種疾病。

但由于母親有50%的概率遺傳給下一代，因此也可能出現隔代遺傳現象。SDHD 相關腫瘤主要與頭頸部PGL 相關，但在腎上腺也有較低的概率與腎上腺嗜鉻細胞瘤有關［5］。SDHD 基因突變患者主要在頭頸區域（84%的病例）和胸腹區域（高達22%）發展腫瘤，12% ～ 24%也可能發展為PHEO［12］。LEE 等［13］研究表明，合并SDHD 突變的PHEO/PGL 患者發生轉移的風險在SDHx 基因突變中最低，約為6% ～ 8%。

SDHC 基因失活突變引起的3 型副神經節瘤綜合征（PGL3）是一種常染色體顯性遺傳綜合征，位于1q21 號染色體。SDHC 突變主要導致良性和無功能性HNPGL，但在交感神經PGL 患者中也發現了SDHC突變。英國的一項全球最大的SDHC患者隊列研究（n= 91）顯示［14］，SDHC 變異病例中，近2/3 的患者發生孤立的HNPGL 疾病，1/3 的患者發生腎上腺外副神經節瘤（EAPGL）和PHEO，1/5的患者發展為惡性疾病。SDHC 基因突變患者診斷時的平均年齡為38 歲，只有25%的病例發生多個PGL 或有該疾病的家族史［15］。SDHC 突變患者較少出現家族遺傳史，提示該類型腫瘤外顯率低。

SDHAF2 基因失活突變引起的2 型副神經節瘤綜合征（PGL2）是一種常染色體顯性遺傳綜合征，位于11q13.1 號染色體。與SDHD 突變的攜帶者一樣，SDHAF2 突變的攜帶者顯示出該病完全是父系遺傳，也許是因為這兩個基因位于同一染色體上，可能遵循相同的腫瘤發生途徑［16］。該基因突變于1982 年在荷蘭HNPGL 家庭中首次發現，到目前為止，該基因突變僅報道于HNPGL。由于當前樣本數量較少，這些差異是否具有實際意義，還未可知。

SDHA 基因失活突變可引起5 型副神經節瘤綜合征（PGL5），位于5p15 號染色體。BAUSCH 等［17］發現SDHA 突變攜帶者的發病年齡最早為8 歲，其中腎上腺外腫瘤患者的比例較高（67%），尤其是頭頸部副神經節瘤（44%），而腎上腺腫瘤的患病率較低。盡管已經檢測到HNPGLs 與SDHA 突變相關，但發生此類腫瘤的風險仍然未知。

1.2 FH 基因突變 富馬酸水合酶（FH）基因突變可引起遺傳性平滑肌瘤病和腎細胞癌（HLRCC）綜合征，是一種常染色體顯性遺傳性家族性疾病，位于1q43 號染色體。FH 在TCA 循環中催化富馬酸鹽到蘋果酸鹽的可逆水合作用。富馬酸鹽活性的缺乏導致了富馬酸鹽的積累和對多種αKG 依賴性酶的抑制，進一步導致HIF-1α 的穩定、DNA/組蛋白甲基化的失調、谷氨酰胺分解、糖酵解的增加以及活性氧的產生［18］。在PPGL 患者中，該基因改變的發生率約為1%，約40%攜帶種系FH 突變的患者表現為轉移性副神經節瘤，轉移性表型和位于腎上腺或TAP 旁的多個腫瘤是與FH 突變相關的PPGLs 的臨床特征［12］。

1.3 MDH2 基因突變 MDH2 是一種線粒體酶，編碼蘋果酸脫氫酶2，可催化蘋果酸氧化為草酰乙酸。MDH 有兩種亞型：MDH1 和MDH2。MDH1 僅存在于細胞質中，是蘋果酸-天冬氨酸穿梭中的主要酶。有研究［19］顯示，MDH2 的突變會阻礙線粒體中蘋果酸轉化為草酰乙酸，并可導致蘋果酸和富馬酸鹽的積累，導致Krebs 循環代謝物的積累，例如琥珀酸鹽，富馬酸鹽，丙酮酸或谷氨酰胺，隨后激活缺氧誘導的因子α 靶基因。研究［15］表明，MDH2 突變往往出現在具有多個PGL、去甲腎上腺素能表型、轉移性疾病和外顯率不完全的患者中。但該基因與腫瘤發生之間的聯系尚未明確，今后仍需要大量的臨床證據驗證。

1.4 VHL 基因突變 VHL 基因失活突變引起的VHL 綜合征，位于3p25.3 號染色體，是一種罕見的遺傳性腫瘤綜合征，臨床表現多樣，中樞神經系統血管母細胞瘤是VHL 患者死亡的主要原因。VHL基因突變導致VHL 蛋白與HIF-α 的結合受損，因此穩定HIF-α 并導致其積累。通過HIF-α 的穩定和積累，假性缺氧相關基因突變促進血管生成、腫瘤侵襲、轉移和其他細胞過程［5］。PPGL 在約10%～ 25%的VHL 患者中發展，通常表現為PHEO，較少表現為交感神經和副交感神經PGL，轉移性疾病的風險為5% ～ 8%［20］。VHL 相關性MPPGL 最常見于兒童，平均發病年齡為11 ～ 12 歲，PHEO 可能是VHL 基因突變的第一個表現［20］。合并VHL基因突變的PHEO 患者幾乎只產生去甲腎上腺素，這與將去甲腎上腺素轉化為腎上腺素的苯乙醇胺N-甲基轉移酶（PNMT）表達降低有關［21］。

1.5 IDH1 基因突變 IDH1 基因位于p.R132C，該突變常見于中樞神經系統腫瘤。IDH1 是一種細胞質酶，以NADP 依賴性方式將異檸檬酸鹽轉化為α-酮戊二酸（α-KG）。IDH1 基因突變導致D-2-羥基戊二酸（D2HG）的產生，進而導致琥珀酸鹽和富馬酸鹽的累積，琥珀酸鹽、富馬酸鹽和D2HG 可作為α-酮戊二酸依賴性雙加氧酶的競爭性抑制劑［22］。ZHANG 等［23］通過全外顯子組測序鑒定報告了1 例IDH 雜合突變伴有ATRX 突變的PGL 病例，IDH1 罕見的體細胞R132C 突變可能在一小部分散發性PPGLs 中起作用，并且就像在膠質瘤中一樣，IDH1 和ATRX 突變可以在PPGL 中共存。此外，急性髓系白血病患者常合并IDH1 突變，通常與不良的預后有關［24-25］，但IDH1 突變在PGL 中相關預后研究較少，具體預后有待進一步研究。

1.6 PHD1/2 基因突變 HIF-α 連續合成，在有氧作用下被蛋白酶體途徑迅速降解，但在缺氧環境下，HIF-α 的降解受到阻礙。PHD 蛋白（也叫EGLN 蛋白）是雙加氧酶，它能使HIF-α 的關鍵脯氨酸殘基羥化，使HIF-α 附著在VHL 腫瘤抑制蛋白上，這是導致HIF-α 在蛋白體中泛素化和降解的復合物的一部分。PHD 蛋白分為三型： PHD1、PHD2 和PHD3，其中PHD2 是一種氧傳感器，可將缺氧反應基因HIF2A 和HIF2003A 羥基化，標記它們在常氧環境中被VHL復合物降解。PHD2基因突變合并腹部PGL 的案例最早報道于2014 年，可能是由于PHD2 的功能喪失影響PHD2 功能并穩定HIF-α 蛋白，通過HIF-α 的穩定和積累，促進了腫瘤侵襲和轉移。腹部副神經節瘤預后良好，但其復發率高［26］，因此，對于腹部PGL 的隨訪應當予以一定的重視，尤其是合并PHD2 基因突變的患者。

1.7 SLC25A11 基因突變 SLC25A11 編碼載體蛋白蘋果酸草酸鹽載體（OGC），介導蘋果酸從細胞質轉運到線粒體基質以換取α-酮戊二酸（αKG），同時通過電子傳遞鏈復合物I 在線粒體基質中再生NADH［2］。SLC25A11 突變引起的高水平的天冬氨酸和谷氨酸是HIF 脯氨酰羥化酶的有效抑制劑，可促進腫瘤發生。BUFFET 等［27］對6 例排除已知基因突變的PGL 患者進行了全外顯子組測序，發現了種系SLC25A11 突變，其中五名患有轉移性疾病，這些突變與雜合性喪失有關，證實了SLC25A11 基因突變參與了MPGL 的發生。此外，BUFFET 等［27］在通過CRISPR-Cas9 技術產生的SLC25a11 永生化小鼠絨毛蛋白敲除細胞中，觀察到了與SDHx 和FH 相關腫瘤中描述的假性缺氧和高甲基化表型。這表明，SLC25A11 是一種新型副神經節瘤易感基因，其功能喪失與轉移表現相關。

1.8 GOT2 基因突變 谷氨酸-氧乙酸轉氨酶2（GOT2）是一種線粒體酶，在氨基酸代謝、尿素和TCA 循環中起作用。GOT2 通過轉氨作用將草酰乙酸轉化為天門冬氨酸，并隨之將谷氨酸轉化為α-酮戊二酸。然后α-酮戊二酸進入TCA 循環產生ATP。REMACHA 等［28］在1 例有多個腫瘤的患者身上發現了GOT2 的變異（c.357A > T）與較高的腫瘤mRNA 和蛋白表達水平有關，在淋巴細胞中GOT2 的酶活性增加，在腫瘤和轉染了該變異的GOT2 敲除HeLa 細胞中的代謝物中琥珀酸鹽/富馬酸鹽比率增加以及α-酮戊二酸/檸檬酸鹽和天冬氨酸/谷氨酸比率的顯著增加。因此，較高的GOT2 活性似乎可以導致更多的α-酮戊二酸進入TCA 循環，從而引起琥珀酸的累積，進而導致各種DNA 去甲基化酶的抑制和腫瘤DNA 的獲得性高甲基化。

1.9 DLST 基因突變 DLST 編碼線粒體αKG 脫氫酶（OGDH）復合物的E2 亞基，催化α-KG 轉化為琥珀酰輔酶A 和C02。DLST 基因突變導致αKGD復合物的E2 亞基耗竭，導致酶活性受損，αKG 積累導致高α-KG/富馬酸鹽比率和克雷布斯循環功能障礙，從而促進腫瘤發生［2］。REMACHA 等［29］對104 例排除已知基因突變的PGL 患者進行了37 個TCA 周期相關基因的靶向測序，在8 個無血緣關系的個體中發現了5 個影響DLST 的種系變異（其中4 人被診斷為多發性PPGLs），8 例患者中有4 例患者發現有c.1121 G > A（p.Gly374Glu）突變。p.Gly374Glu-DLST 腫瘤表現出雜合度的喪失，其甲基化和表達譜與EPAS1 突變的PPGLs 相似，這種相似性表明DLST 破壞和假性缺氧之間存在聯系。

2 Wnt 通路改變型相關基因致MPPGL

Wnt 通路改變主要由CSDE1 基因的體細胞突變或影響MAML3 基因的體細胞基因融合觸發，導致Wnt/β-連環蛋白途徑激活的基因，導致血管生成，細胞增殖和侵襲增加。目前對于該通路的相關研究較少，僅在散發性PPGL 中描述了CSDE1 和MAML3 融合基因的體細胞變異［30］。

2.1 CSDE1 基因突變 CSDE1 是位于染色體1p13.2 上的腫瘤抑制基因，編碼CSD1 因子，參與信使RNA（mRNA）穩定性、內部翻譯啟動、細胞凋亡和神經元分化［22］。該基因的突變導致細胞凋亡蛋白酶激活蛋白1（APAF1）的下調，這是細胞凋亡的關鍵因素。既往的研究也表明，在人結直腸癌（CRC）中，CSDE1 具有促進癌細胞存活、侵襲和抵抗細胞凋亡的作用。TCGA 研究發現4 例存在CSDE1 功能缺失性突變的PHEO/PGL 中，有3 例同時存在Wnt 通路相關基因的突變［30］。CSDE1 可能在PHEO / PGL 中起腫瘤抑制作用，CSDE1 的功能缺失突變成為PHEO / PGL 腫瘤發生的驅動因素。CSDE1 突變腫瘤表現出CSDE1 DNA 拷貝數缺失和CSDE1 mRNA 表達不足，這更加支持其在腫瘤發展中起抑制作用［30］。

2.2 MAML3 基因突變 雖然MAML3 在傳統上被稱為NOTCH 轉錄共激活因子，但PHEO/PGL 的MAML3 融合基因不包含NOTCH 結合位點，而且帶有MAML3 融合基因的PHEO/PGL 并不持續過表達NOTCH 靶基因。FEISHBEIN 等［30］于2017 年首次報道Wnt 和Hedgehog 信號通路的MAML3 融合基因與PPGL 發展的關聯，在176 例PPGL 患者中，10 例UBTF-MAML3 融合基因呈陽性。攜帶這種融合基因的患者顯示出DNA 甲基化譜的廣泛改變，主要是與靶基因的mRNA 過表達相關的低甲基化。通過低甲基化使Wnt 受體通路和hedgehog通路上的mRNA 過表達。MAML3 融合基因患者發生侵襲性和轉移性PPGL 的風險增加［30］。因此，可將MAML3 過表達作為MPPGL 的預后標志物。

2.3 其他相關基因 隨著基因學技術的進步，更多的致病性基因被發現。TOLEDO 等［31］通過全外顯子組或轉錄組測序分析了來自43 名患者的41 個樣本，并在一名患者的三個腫瘤中發現了由H3F3A 基因突變引起的骨的PPGL 和巨細胞腫瘤（GCT），類似于散發性GCT 的致癌驅動因素啟動了PPGL。此外，TOLEDO 等［31］在另一名轉移性PPGL 合并甲狀腺髓樣癌（MTC）患者中檢測到MERTK 基因（c.2273 G > A，p.Arg758His）酪氨酸激酶結構域內的種系突變，該基因突變被發現激活了該受體下游的信號傳導，引起細胞增殖、分化等改變。BERNARDO 等［32］報道了PCDHGC3 是一個推定的抑制基因，也是MPPGL 潛在的生物標志物，可以識別高轉移風險的SDHB 突變的癌癥患者。高水平的PCDHGC3 啟動子甲基化在原發性轉移性SDHB-PPGLs 中得到驗證，在相應的轉移中發現擴增，并且與PCDHGC3 表達降低顯著相關。MA 等［33］在對314 例PPGL 患者測序中發現KIF1B是MPPGL 的候選基因，KIF1B 是位于1 號染色體確實區域的一種腫瘤抑制基因，該變異位點先前已在神經母細胞瘤患者中報道過，KIF1B 基因的種系變異也可能帶來轉移性PHEO 的風險。這些基因與非常有限的病例有關，今后仍需要大量的臨床證據驗證，但隨著近年來基因檢測技術的不斷進步，將會有越來越多的MPPGL 易感基因被發現，見表1。

表1 近年來新發現的MPPGL 易感基因Tab.1 MPPGL susceptibility genes identified in recent years

3 結論與展望

更多的遺傳學致病基因被發現，對于MPPGL患者的病因學診斷及預后有重要指導意義，也為靶向藥物研制提供了一個新的研究方向，但針對MPPGL 的治療方案仍然有限。雖然MPPGL 很罕見，但其遺傳多樣性表明MPPGL 需要采取個性化的治療方案。目前，手術切除仍然是治療MPPGL的主要手段。如果腫瘤擴散限制了根治性切除，則可選擇局部放療、全身治療、射頻及冷凍消融、化療及靶向分子療法。然而，目前MPPGL 治療的研究大多仍停留在小型回顧性研究，后期仍需大樣本、多中心的研究反復驗證其療效。并且，由于MPPGL 遺傳因素的多樣性，目前尚無預測預后的準確生物標志物。為進一步驗證療法的有效性，必須研究預測治療反應和預后的生物標志物。多樣性的基因變異與MPPGL 的關系尚未明確，需要進一步的探索研究。相信隨著分子遺傳學技術的不斷發展，MPPGL 的病理生理機制將得到進一步闡明，有助于為疾病的治療及預后提供新的策略，推動個體化和精準治療的發展。

【Author contributions】LIAO Yuanjian wrote the article.YAO Jingjing and ZUO Mingshun revised the article.CHEN Hongchuan and XU Te sorted out literatures.ZHANG Neng proposed a research topic.All au?thors read and approved the final manuscript as submitted.