SHH型髓母细胞瘤的发病机制及靶向抑制剂研究进展

杨涛 张弩 钟兴明

●综 述

SHH型髓母细胞瘤的发病机制及靶向抑制剂研究进展

杨涛 张弩 钟兴明

髓母细胞瘤（MB）是小脑里一种胚胎原性的恶性肿瘤，是儿童颅内肿瘤中较为常见的一种。目前已有4种MB的分子亚型被发现：WNT型、GroupⅢ型、GroupⅣ型和SHH型，其中以SHH型MB最为常见。SHH信号通路能够调控小脑细胞正常发育周期及细胞增殖，维持小脑正常的功能和结构，而SHH型MB的形成与SHH信号通路的异常表达有关。针对SHH信号通路靶向抑制剂的研究或将成为未来治疗MB的新方法。本文就SHH型MB的发病机制、基于SHH信号通路的靶向抑制剂的研究进展作一综述。

髓母细胞瘤 发病机制 靶向抑制剂 研究进展

髓母细胞瘤（medulloblastoma，MB）是小脑里一种胚胎原性的恶性肿瘤[1]，是儿童颅内肿瘤中较为常见的一种。遗传学研究发现，部分神经肿瘤综合征（如Gorlin综合征、Turcot综合征、Li-Fraumeni综合征、Rubinstein-Taybi综合征）具有遗传易感性，与MB的发生呈正相关[2-3]。WHO将MB从组织病理学上分为经典型、大细胞型、间变型、促结缔组织增生型和广泛结节型。临床医生一般根据MB复发或转移风险（患者年龄、手术切除范围、肿瘤转移情况、病理分型等）将患者分为高危险组和标准危险组。目前标准危险组经联合多种方法后治疗的存活率可达到80%，但高危险组的预后仍然很差[4]。此外，MB患者经积极治疗后即使存活，也会有一定的神经系统损伤或后遗症[5-7]。在MB所有的分子亚型中，SHH型较为常见，且MB与SHH信号通路的异常表达有关，针对SHH信号通路的靶向抑制剂治疗或将成为治疗SHH型MB的新方法。本文就SHH型MB的发病机制、基于SHH信号通路的靶向抑制剂的研究进展作一综述。

1 MB的分子亚型

近年来随着基因组学的发展，至少有4种MB的分子亚型已被发现：WNT型、GroupⅢ型、GroupⅣ型和SHH型。每个亚型均拥有不同的分子结构、组织病理学表现和临床特征。WNT型MB的形成是由编码βcatenin的基因发生突变所致[8]，常常生长在小脑外菱唇部位。WNT型好发于年长儿童或青春期，组织病理学分型多为经典型，预后较好。目前临床上的治疗主要以降阶（低强度放化疗）治疗为主。GroupⅢ型MB是所有分型中预后最差的，该型存在不同且多重的基因改变，其中包括MB致癌基因的高表达。GroupⅢ型MB基本只在儿童中被发现，组织病理分型上以大细胞型和间变型多见。目前临床上主要以探索新的治疗方法为主，如吉西他滨与培美曲塞的联合用药[8-9]。GroupⅣ型MB可发生在所有年龄段，其大多组织病理分型为经典型。GroupⅣ型较为常见的基因改变主要存在于17q中，其临床预后与其他分型相比，属中等水平[8,10-15]。SHH型MB是目前研究最多的一种分子亚型，它是SHH信号通路的持续性活化而导致的。由于SHH信号通路在小脑的发育过程中发挥着重要作用，且大部分婴儿及成人患者的MB分子亚型属于SHH型，所以可能是SHH型MB及其靶向抑制剂目前研究较多的原因之一。SHH型MB中已发现的组织病理学分型包括经典型、大细胞型、间变型和促结缔组织增生型。该型好发于小脑半球内[16]，预后与GroupⅣ型相当，较WNT型差，较GroupⅢ型好。

2 SHH信号通路与SHH型MB

SHH信号通路参与了多数中枢神经系统功能的发育，包括神经前体细胞、少突细胞的增殖以及背腹侧神经轴突生长[17]。在小脑的胚胎发育过程中，浦肯野细胞中的SHH信号通过结合细胞膜受体Ptch1，解除了对跨膜蛋白smoothened（Smo）的抑制并激活Smo，激活后的Smo会造成Fu抑制剂（Sufu）等复杂大分子复合物生理过程紊乱，导致下游Gli1蛋白活化，抑制 Gli2、Gli3的裂解，使得全长的Gli2、Gli3进入细胞核内，与Gli1共同促进下游如Gli1、Ptch、Cyclin D和Bcl-2等在内的靶基因进行转录[18-21]，诱导位于颗粒层外侧中的颗粒神经元前体细胞增殖。胚胎发育后，SHH通路在骨骼系统、生殖系统、干细胞维持等方面存在一定活性外[22-23]，基本处于静息状态。

在完整的SHH通路中，Ptch1持续抑制Smo，从而抑制下游相关目的基因转录，并激活转录抑制因子Gli3。因此，异常持续激活的SHH通路将导致转录激活因子Gli1、Gli2的持续激活，细胞异常增殖并导致肿瘤如MB、基底细胞癌、横纹肌肉瘤、胰腺癌、卵巢癌、结肠癌等的形成[23-26]。SHH型MB形成的原因很多，任何导致SHH信号通路异常持续激活的因素均可导致SHH型MB的发生，如9q上的Ptch1变异，或通路中的其余基因如Sufu、Smo、Ptch2、Hip1、Gli1、Gli2和Gli3的异常表达[27-29]。肿瘤遗传学研究发现Ptch基因种系突变的Gorlin综合征患者，SHH型MB的易感性较高；Sufu基因种系突变的婴幼儿也易发生MB；此外，大部分SHH型MB的SHH信号通路中的相关基因（如Ptchl、Sufu、Smo、Glil、Gli2）存在体细胞性突变。

3 SHH通路相关抑制剂的研究进展

SHH通路中的相关抑制剂可作为治疗SHH型MB的一种新型治疗方法，目前仍有少量药物被证实对SHH通路有抑制作用。Cyclopamine是最先被报道的小分子Smo拮抗剂，它通过特异性结合Smo，从而抑制SHH信号通路活性[30-32]。Berman等[33]报道了Cyclopamine无论在体外还是体内实验，对髓母细胞增殖均有抑制作用；在其他SHH型肿瘤中也发现了Cyclopamine对SHH信号通路具有抑制作用，可抑制肿瘤的生成。以上结果促进了Cyclopamine作为SHH通路抑制剂药物的进一步研究并生产出其相关衍生物，如Saridegib（IPI-926）、GDC-0449、GDC-0049、Erismodegib（LDE-225）、TAK-441、XL-139（BMS-833923）、PF-04449913和PF-5274857等。Rudin等[34]报道1例26岁男性患者给予GDC-0049后，MB的增殖和转移被明显抑制了。随后有研究发现患者对GDC-0049产生了耐药性，原因可能是Smo或其他相关基因发生了二次突变，或是信号通路的异常激活并不是Smo引起、而是Smo下游蛋白失调导致的，故使Smo位点的抑制剂失去了效果[35-36]。早前报道的Robotnikinin也是一种SHH信号通路中Smo上游HH蛋白的拮抗剂，它能与HH蛋白竞争性相结合，从而阻碍HH蛋白与Ptch1受体结合，达到抑制SHH信号通路表达的作用；但当HH蛋白发生基因突变时，这种抑制剂很可能失去作用[37]。SHH通路中下游的Sufu基因若出现突变，也可能导致SHH通路的持续活化；失去Sufu的抑制作用后，Gli1会持续转录表达[38]。因此，对于抑制Sufu上游位点的抑制剂，可能会由于Sufu位点基因发生突变而导致失去抑制作用[35,39]。理论上来说，调节SHH通路最下游的Gli蛋白的转录活性的抑制是治疗多种Gli依赖性MB的最有效措施，具有广泛的应用价值[40]。目前针对Gli转录进行抑制的拮抗剂主要有GANT61、GANT58等[41]，它们可以与细胞体内Gli DNA相结合，抑制Gli的锌指结构蛋白转录活性，并下调SHH信号通路碱性磷酸酶活性，通过抑制SHH信号通路Smo下游位点以实现抑制通路活性的作用[42]。Lauth等[41]通过实验发现GANT61、GANT58对SHH信号通路具有明确的抑制靶点，并对其他通路如TNF/NF-κB有选择性抑制作用。因此，针对位于Smo下游的位点-特别是Gli位点的靶向抑制剂，很可能是未来研究方向。

姜黄素是一种非化学性药物，可从姜黄属植物中提取。它可以调节诸多信号通路中基因的转录表达，抑制通路信号，从而实现抗肿瘤的重要特性。相关研究报道姜黄素可以下调Gli1的表达，抑制SHH信号通路活性，达到抑制髓母细胞增殖、诱导细胞周期在G2期和M期阻滞的作用[43]。刘杏娥[44]发现姜黄素可以下调SHH信号通路中SHH与Gli1的蛋白表达，并抑制小细胞肺癌NCL-H446细胞增殖，诱导其凋亡。此外，姜黄素还能通过下调SHH信号下游的靶点基因Bcl-2，从而达到增强化学药物疗效的作用[43]。这说明姜黄素很可能是一种治疗SHH型髓母细胞瘤的潜质抑制剂，或可作为与其他化学药物联合应用的辅助药物。

维生素D也是近年来新发现的SHH通路潜在阻滞剂。Bjlsma等[45]在2006年首先提出了维生素D3与SHH信号通路有密切关系，维生素D3可与Smo受体直接结合从而抑制下游信号。亦有研究发现维生素D3可以灭活Smo并下调SHH信号抑制胰腺癌细胞生长[46]。Tang等[47]研究发现维生素D可以通过SHH信号通路而达到抑制小鼠基底细胞癌增殖的作用。Baek等[48]发现维生素D3能够下调胃癌、胆管癌细胞系中Ptchl、Gli、CCNDl、Bcl-2等基因的表达，此外具有与其他抗肿瘤药物的协同作用。维生素D可能成为治疗MB的有效因子但目前关于维生素D对MB的作用研究不多，需要进一步实验证实。

4 问题与展望

目前已经有SHH信号通路抑制剂（如GDC-0449）进入了临床试用阶段，但是仍有许多SHH通路抑制剂因其耐药性或毒性等而未能进入临床应用阶段。因此，建议深入研究SHH信号通路中的靶向抑制剂，进一步改善目前已知抑制剂的耐药性、毒性和稳定性等；其中位于Smo蛋白下游的Gli转录因子抑制剂的研究，或将成为SHH信号通路靶向抑制剂未来的研究方向。

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（本文编辑：陈丹）

《浙江医学》“病例讨论”栏目征稿

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2016-08-13）

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.6.2016-1279

313000湖州市第一人民医院神经外科（杨涛、钟兴明）；温州医科大学附属第二医院神经外科（张弩）

钟兴明，E-mail：zhongxingm ing@126.com