髓母细胞瘤是儿童最常见的颅内恶性肿瘤之一,总体预后差,其机制及临床治疗一直是研究焦点之一。近年来生物的研究取得很大进展,目前广泛接受的观点是髓母细胞瘤可以被分为四种亚型,包括Wnt)。不同亚型的机制不同,临床特征及预后情况等均存在较大差异。因此,2016年版WHO神经系统肿瘤分类中,引入了髓母细胞瘤的分型,根据分型进行临床诊治和基础研究已成为热点。TP53是一个重要的抑癌基因,位于17p13.1,其编码蛋白P53在很多肿瘤的发生、发展过程中扮演重要角色。
TP53与髓母细胞瘤之间的关系也已有大量的研究。由于髓母细胞瘤在机制和分型方面有较大进展,髓母细胞瘤与TP53之间的关系也需要重新认识。本文复习相关文献,回顾髓母细胞瘤不同类型及其与TP53的关系,探讨TP53在髓母细胞瘤中的临床意义。
Wnt型是相对较少的亚型,约占10%左右,但预后在各个亚型中是最好的。该亚型在婴幼儿(<4岁)中很少见,主要累及儿童,发病年龄的高峰在10~12岁,组织学上表现多为经典型髓母细胞瘤。Wnt型在水平表现为Wnt通激活,通常是由CTNNB1基因突变所致,少部分病例表现为其他的Wnt通相关基因突变,如APC、AXIN1、AXIN2等。所有这些突变都导致β-catenin在细胞核内累积,而β-catenin与TCF-4/lef-1作用,最终通过c-myc及cyclinD1,介导细胞增殖和。因此,该类型的肿瘤通常合并MYC的高表达,并且可以通过免疫组化观测到核内积聚的β-catenin。Wnt型髓母细胞瘤常常合并6号染色体缺失,而在第三组和第四组中很常见17号染色体异常,却很少发生。
Shh型在各个年龄组的髓母细胞瘤中均可见,标志性特征是Shh通激活,包括PCTH1,SUFU,SMO等相关基因活化,同时合并GLI2及MYCN的扩增。Shh通有较多剂,部分已开始应用于临床,目前已有Shh通剂应用于髓母细胞瘤的临床研究报道。Shh通关键包括PTCH,SMO,Gli1,Gli2,Gli3等。PTCH是一个跨膜蛋白,与HH配体结合后,可激活Smo蛋白,Smo蛋白活化后,可与SUFU结合,并核因子表达,包括激活物Gli1和Gli2,以及受体Gli3。Gli1、Gli2、Gli3进一步可调节相关基因的表达,包括Gli1,Ptch1,cyclinD,myc等,从而促进细胞增殖和分化。
Shh配体在浦肯野神经元常表达,可以促进rhombiclip的外颗粒层的形成,因此,Shh髓母细胞瘤被认为起源于颗粒神经元的前体细胞。促纤维性/结节性髓母细胞瘤和MBEN与Shh型联系较为紧密,但是大细胞/间变型髓母和经典型髓母细胞瘤中也有Shh通激活。Shh型髓母通常是PTCH1突变,而SMO或者SUFU突变也有报道。所有突变都可以导致Shh通过度激活。Shh与PTCH1结合,可激活SMO,使得因子的Gli家族蛋白从SUFU等性蛋白上,从而激活。
Shh通激活导致Snail蛋白表达,降低细胞间联系。此外,Shh通激活还是血管形成和转移的重要调节因子。Shh通与Wnt通存在一些共同通,因此有一些共同的治疗靶点。Shh有MYCN扩增,而Shh型与Wnt型均有Notch和PDGF信号通。Shh髓母存在9q缺失,该部位是PTCH1基因的位点。虽然Shh通主要由本检测,而免疫组化使用SERP1、GLI1、GAB1也可用于检测。
第三组髓母细胞瘤约占30%,代表性的改变是MYC扩增(而不是MYCN),主要诊断依赖本检测,但也可以用NPR3的免疫组化诊断。第三组髓母细胞瘤的组织病理学类型多为经典性或大细胞/间变型髓母细胞瘤,其预后是最差的。该类型常常合并转移,且在婴儿中多见,很少出现于中。MYC扩增与第三组联系紧密,并提示预后较差。有研究表明,MYC中3α突变预后更差,而3β不会出现MYC扩增并且预后与第四组类似。26%的第三组髓母细胞瘤存在i17q,此外,第三组更容易出现1q获得或者5q、10q缺失。
第四组是髓母细胞瘤中最多的一个亚型,约占34%,常常伴有i17q,主要累及儿童,很少累及婴儿。免疫组化中KCNA可用于诊断第四组肿瘤,但还需要进一步。第四组转移出现也较多,但是预后中等,优于第三组。主要的组织学类型为经典型髓母细胞瘤,少部分为大细胞/间变型髓母细胞瘤。第四组的i17q出现较多,不过部分时候存在单纯的17p缺失。i17q及17p缺失在第三组中也存在,但相对更少。不过,第四组常常出现CDK6和MYCN扩增,而很少MYC过表达。此外,X染色体缺失在80%的女性患者中存在。
第三组和第四组髓母细胞瘤均存在EZH2和KDM6A突变,可累及组蛋白去甲基化酶(主要为H3K27)。其他的组蛋白去甲基化酶、去乙酰化酶也有不同程度的过表达,包括:HDAC5,HDAC9,MLL2,MLL3。
TP53与髓母细胞瘤的关系很早就有相关研究。Barel等报道,TP53基因突变所致的Li-Fraumeni综合征患者,其髓母细胞瘤发病率明显增高。因此,TP53基因突变曾被认为在髓母细胞瘤起源中起重要作用。此外,TP53基因位于17p,而40%的髓母细胞存在17p缺失。不过,17p缺失的髓母细胞瘤患者中,很少存在体细胞TP53突变。因此,17p缺失可能仅仅是髓母细胞瘤发生后的结果,而非起源的原因。TP53突变的临床意义既往存在争议。Tabori等报道了108例连续的髓母细胞瘤病例,提示TP53突变与结局不良相关。Pfaff的研究却呈现出相反结果,TP53基因突变常常与CTNNB1基因突变及MYCN扩增相关,且预后良好。
不过Tabori的研究中,TP53突变的病例均没有17p缺失或者MYC扩增,且只有一例合并MYCN扩增,这说明两组肿瘤的亚型不同。近年来随着对髓母细胞瘤的基因分型研究的深入,TP53突变的临床意义得到进一步阐明。TP53突变的意义取决于髓母细胞瘤的亚型。在一个533例髓母细胞瘤的队列研究中,Zhukova等报道,Wnt型合并TP53突变通常预后良好,而Shh型合并TP53突变则预后较差。而第三组和第四组髓母细胞瘤中很少有TP53突变,而17p缺失却较为常见。此外,TP53突变通常见于儿童组(4岁至16岁),而婴幼儿(3岁以下)及中很少见。这些研究提示组织学意义上的髓母细胞瘤是一组异质性非常大、机制完全不同的几类肿瘤,TP53的意义在各个亚型中不一样。
TP53突变在Wnt型髓母细胞瘤中较为常见。而在合并TP53突变的髓母细胞瘤中,Wnt亚型预后明显优于其他亚型。Wnt型髓母细胞瘤中,通常合并有CTNNB1的外显子3突变,导致Wnt通激活,Wnt通相关蛋白过表达,如β-catenin。激活的P53蛋白可以下调β-catenin,所以β-catenin集聚过程中,肿瘤细胞容易丢失TP53以获得增殖能力。实验室研究也表明,同时存在CTNNB1突变与TP53缺失的小鼠,较容易形成髓母细胞瘤,而单纯TP53缺失则不容易成瘤。因此,目前多数学者倾向于认为Wnt型髓母细胞瘤中,TP53突变是继发性改变。
Wnt型髓母细胞瘤整体预后良好,TP53突变的Wnt型肿瘤与TP53野生型的Wnt型肿瘤相比,预后没有明显变化。这说明Wnt通中TP53失活,并不增加肿瘤的恶性程度和放疗抵抗性。
Shh通中TP3突变也较为常见,且有一定年龄性。Kool等使用新一代基因测序的方法检测了Shh亚型的髓母细胞瘤,发现TP53突变在儿童的Shh髓母细胞瘤中较为常见,而和婴儿中较少。该研究还发现,TP53突变通常不发生在Shh通的上游基因突变的髓母细胞瘤中,PTCH1、SMO、SUFU等突变的Shh型髓母细胞瘤,很少合并TP53突变。Shh通的下游基因改变,如MYCN、GLI2扩增的髓母细胞瘤中,更容易合并TP53突变。这提示TP53突变可能与Shh通的下游基因关系更为密切。TP53突变的Shh型髓母细胞瘤是极高危的一组肿瘤,预后极差,但目前尚不清楚TP53突变是否是该亚型预后差的原因。此外,TP53突变的Shh型髓母细胞瘤中,其染色体稳定性明显低于Wnt型髓母细胞瘤,容易出现染色体重排。Rausch等报道了由染色体插入导致的基因重排,这种重排通常合并MYCN及GLI2的扩增。17p缺失也较为常见,但其意义尚不明确。第三组中的PVT1-MYC融合基因、对室管膜瘤的C11或F95-RELA融合基因,在SHH型髓母细胞瘤中未观察到。
目前Shh通有较多靶向剂,最常见是针对SMO的剂,如CDC-449,LDE-255,部分已开始临床试验,并取得一定效果。然而这些研究发现,TP53未突变的Shh型肿瘤对SMO剂反应良好,而TP53突变的Shh型肿瘤,对SMO通的剂反应很差。这可能是由于TP53突变的Shh型肿瘤,基因突变发生于Shh通的下游,对上游基因的剂不。由于SMO通剂效果有限,目前针对下游基因的Shh通剂也在研究中。砷剂是Gli2剂,位于SMO通的下游,可能对TP53突变的Shh髓母细胞瘤有更好的治疗效果,但目前还在研究阶段。另外,Zhukova的研究证明,在TP53突变的髓母细胞瘤中,使用锂剂Wnt的负调控基因GSK3b,从而激活Wnt通,可以恢复肿瘤对放疗的性,这可应用于TP53突变型的Shh型髓母细胞瘤的治疗。
TP53基因在第三组和第四组髓母细胞瘤中的意义尚不明确。虽然在这些肿瘤中,17p缺失通常和17q等臂染色体同时发生,但TP53的突变或者单核苷酸多态性很少在这类肿瘤中出现。此外,在这些肿瘤中,TP53的负调控因子存在表达异常,譬如WIP1基因,常常出现过表达。这提示P53在这两个亚组的肿瘤中存在表达缺失。不过,目前的研究中,17p缺失与肿瘤预后之间没有明确关系,其临床意义及在肿瘤发展过程中的作用,尚有待进一步研究。
TP53突变在不同类型的髓母细胞瘤中意义不同。Shh型髓母细胞瘤中,TP53基因突变与预后不佳相关,需要进一步研究、开发针对性的治疗措施以改善该类患者的预后。Wnt型髓母细胞瘤中虽然TP53突变也较常见,但TP53突变型与野生型预后没有差别,总体预后良好。第三组和第四组则很少存在TP53突变。
总之,TP53是髓母细胞瘤发生、发展过程中的重要之一,目前研究中已取得很大进展,但是TP53在髓母细胞瘤中的机制还需要进一步阐明,并根据分型采取相应的治疗策略。
来源:赵清爽,王守森. TP53在髓母细胞瘤分型中的临床意义与相关研究进展[J]. 临床神经外科, 2017, 14(4).