幼年性黄色肉芽肿基因突变研究进展

张文青 余 霞 李 明 姚志荣

1上海交通大学医学院附属新华医院皮肤科，上海，200092；2上海交通大学医学院皮肤病研究所，上海，200092

幼年性黄色肉芽肿(juvenile xanthogranuloma, JXG)是一类主要发生在婴儿和儿童的非朗格汉斯组织细胞增生性疾病(non-Langerhans cell histiocytosis, nLCH)，其特征是组织细胞源性异常细胞在皮肤、软组织中浸润，也可在内脏器官中发现，这些增生的组织细胞可能是真皮巨噬细胞或树突细胞来源[1]。JXG常发生在面、颈部和躯干，也可发生在四肢和臀部，甚至眼部，可累及到包括肺、肝、肾上腺、消化道、骨、骨髓等内脏器官。JXG临床表现为单发或多发性黄色、红色或褐色的皮肤结节或丘疹， JXG发病年龄较小，皮损多具有自限性，随年龄增长逐渐消退甚至消失。

JXG皮损主要由以下三种细胞构成：单核细胞、伴有或不伴有Touten特征的多核细胞和梭形细胞。Touten细胞是JXG特异性细胞，胞核呈花环状排列在细胞中央，胞质呈空泡化改变。免疫组化示JXG皮损内波形蛋白、CD68、XIIIa因子表达阳性，Langerin、CD1a和S-100蛋白表达阴性，也有少数S-100弱阳性。

关于JXG基因的研究鲜有人为，大多数文献报道与基因突变有关的JXG病例均合并其他病症如神经纤维瘤病、幼年型慢性粒-单核细胞白血病或其他非朗格汉斯细胞增生病[2]。这些JXG伴发疾病自身可能存在该疾病特征性基因突变，少见病例在并发JXG后出现新发基因位点突变，抑或是基因突变疾病在并发JXG后出现预后变差，也有报道存在致病基因突变的原发病缓解后，JXG也完全缓解的情况。本文收集一些基因突变的JXG临床及基础研究资料，包括单发JXG及JXG伴发其他疾病的病例，试图去发现JXG基因层面上的规律和与临床表型之间的相关性。

Paxton[3]通过分子倒置探针阵列技术评估21例JXG患者的基因组特点，以识别拷贝数改变和杂合性缺失在JXG中的特异性，发现不少样本存在染色体片段重叠或缺失现象。系统性和泛发性JXG在基因层面上具有复杂性和多变性，不少研究发现JXG会影响到与MAPK/ERK信号通路下游蛋白相关的BRAFV600E和NF1基因，这些基因突变会对疾病发生发展有推进作用。

1 JXG与BRAFV600E突变

BRAF基因位于7号染色体3区4带，翻译BRAF蛋白。该蛋白属于丝氨酸/苏氨酸激酶，参与MAPK/ERK信号通路活化，介导细胞生长分化、增殖、衰老和凋亡[4]。BRAFV600E是较常见的变异位点，可见于组织细胞和树突状细胞相关疾病[5]。BRAFV600E基因突变激活MAPK下游信号通路的MEK和ERK分子的Ras非依赖性活化功能，在50%以上LCH皮损中被发现[6]，也有报道称ERK通路活化(即磷酸化)与BRAF基因突变可能无关[7，8]。BRAFV600E突变的MAPK/ERK通路整体突变频率极低，通过靶向测序发现在15%～50%的病例中存在MAP2K1突变[9，10]，属通路上另一关键分子表达异常。

1.1 单发JXG中的BRAFV600E突变 单发JXG伴有基因突变病例十分少见。Techavichit报道三例颅内和颅骨受累的JXG患儿存在BRAFV600E突变[11]。仅累及到颅内和颅骨的JXG病例较少，现已知只有20例[1，12，13]。这一类JXG比皮肤型发病年龄略晚，横跨2～15岁，80%为男性。通常内脏受累预后会较差，而颅内及颅骨受累的JXG通过手术为主放化疗为辅的治疗后，多可完全缓解甚至治愈[12，13]。这三例中2例颅内受累，1例颅骨受累，病情进展较缓，病情控制好。也有人提出伴BRAFV600E突变的单发JXG对单克隆抗BRAF抗体抑制剂vemurafenib治疗可能较为敏感[14]。

BRAFV600E突变通常在组织细胞异常疾病中被发现，仅侵犯皮肤的JXG病例还未发现该突变，但Diamond[15]在一例系统性JXG患者身上发现存在RNF11-BRAF融合突变。当然还需收集更多有关病例进行研究，试图去了解BRAFV600E突变仅发生在颅内及颅骨JXG病变而不累及到皮肤JXG的原因，以及寻找这两者JXG类型及致病机理是否存在差异。

1.2 JXG合并其他疾病中发生BRAFV600E突变 50%以上的朗格汉斯细胞增生性疾病(LCH)存在BRAFV600E突变[8，16，17]，合并有JXG的LCH在临床上并不少见，那么是否存在合并有JXG的LCH存在BRAFV600E突变呢？Chakraborty报告了两例合并有LCH和JXG的患者出现了BRAFV600E突变[7]。

BRAFV600E突变是否会给这一类患者的疾病进展、预后产生作用有待进一步研究。不过在LCH、JXG这一类组织细胞相关疾病中发现MAPK活化通路上一些功能蛋白基因突变。患者同时存在LCH及JXG会使核分裂异常和Ki67表达升高[17]，原始细胞聚集在皮损处并分化为具有疾病特异性组织细胞，招募和活化炎症细胞从而致病，病理上也可见JXG真皮浅深层除了大量的泡沫细胞外，还有较多炎症细胞浸润，数量多且种类杂。

1.3 BRAFV600E基因突变与JXG致病相关性研究 BRAFV600E突变相关MAPK信号通路功能异常与JXG临床特点相关，BRAFV600E突变的JXG患者在临床上可同时合并LCH皮损[18]。在良性组织细胞增生疾病造模小鼠中，过表达BRAFV600E会增加MAPK通路中细胞增殖活化激酶(如MEK1和MEK2)异常活化，提高骨髓单核细胞白血病和其他恶性肿瘤易感性。随访中也发现这些患者复发率显著增高，是没有突变患者的3倍。JXG通常具有自限性，但在突变患者中自限性皮损少，多会出现疾病进展[19，20]。对化疗不敏感患者，靶向抑制MAPK信号传导是潜在的治疗策略，可考虑用ERK/MEK抑制剂对这些患者进行经验性治疗[15]。基于BRAF基因突变的JXG可能会导致MAPK激酶的异常活化和PI3K途径的下游炎症因子激活，结合突变JXG患者病理上炎症细胞的增多和炎症因子的高表达，使用IFN-γ治疗也具有不错的疗效[7]，另有人提出使用BRAF和MEK激酶抑制剂组合疗法来改善部分患者对BRAF抑制剂的耐药性。

2 JXG与NF1基因突变

神经纤维瘤病(neurofibromatosis, NF)基因分为NF1和NF2。NF1是1型神经纤维瘤的致病基因，位于染色体17q11.2，编码有58个外显子。NF1基因属于抑癌基因，下调原癌基因Ras活性[21]，影响Ras蛋白翻译和表达。单发JXG出现NF1基因突变的案例较少，约有5%～10% JXG患者合并有NF1基因突变，多小于2岁[22,23]。

2.1 单发JXG中的NF1基因突变 Diamond发现在12例系统受累的JXG患者中，有7例存在MAPK信号通路上NRAS、KRAS、ARAF和MAP2K1基因突变[15]，另有研究发现一对患有JXG同源双胞胎中有NF1和NF2突变[24]。可见NF也可能是JXG的致病基因，更多见NF1基因突变介导MAPK信号通路异常，而JXG作为MAPK信号通路所介导的组织细胞相关性疾病，研究两者关系具有一定价值。

目前发现NF1基因杂合性缺失患儿中可出现JXG皮损[21]。Carl[25]报道了一例单纯性JXG患者有NF1突变，对患者4处典型JXG皮损行全外显子测序均发现突变，另在一例JXG患者的皮肤活检标本中发现PI3KCD突变[12]，PI3KCD也参与MAPK通路活化，可以推测出MAPK/ERK信号通路可能在JXG致病机制中发挥作用，但明确NF1是JXG的致病基因还有待深化研究。

2.2 JXG合并其他疾病中发生NF1基因突变 NF、JXG与幼年型粒-单核细胞白血病(juvenile myelomonocytic leukemia，JMML)发展也有关联[26-28]。JMML较为凶险，若不尽早干预预后较差。伴有NF1突变患者患有JMML的概率更高[25,27,29]。Jans[28]报道一例NF1突变JXG患者后患有JMML并行骨髓移植，移植18个月后他的JXG皮损也消失了，因此早期干预很有必要。

JXG患者伴有NF1突变是发生JMML的高危因素，这些患者发生JMML概率比不伴有JXG患者要高20～32倍。JXG进展缓慢，合并NF1突变可能进展加快。Margarita发现一例9个月大患儿有7块咖啡斑及头皮1处JXG皮损[27]，一个月后随访发现JXG皮损迅速增加至3处，该病例JXG进展迅速引人关注，通过进一步检查诊断出该患儿有JMML，并存在NF1基因突变。追问家族史发现该患儿有一例死于慢性粒细胞白血病的远方表亲也有咖啡斑表现，由于已经死亡没法证实存在NF，但被高度怀疑存在NF1基因突变。此外，Giovanni发现一例伴发有JXG的NF患者出现了新的剪接位点突变[30]，该突变位点在不伴有JXG的NF患者上未曾报道。

2.3 NF1基因突变与JXG致病相关性研究 JXG是一类良性组织细胞增生性疾病，其自限性和相对惰性生长特点在不影响功能和外观的情况下一般无需干预，随着患者年龄增长和生长发育具有自愈倾向。然而伴有NF1突变患者病情进展迅速，JXG皮损生长具有侵袭性，这与NF1介导下游Ras/MAPK信号通路活化和抑癌蛋白表达下降有关，同时NF1自身也是抑癌基因，在NF1突变JXG患者身上多有NF1蛋白表达下降，NF1蛋白有一个高亲和力结合Ras的结构域能加速Ras-GTP向Ras-GDP转化。Ras基因作为一种癌基因，激活后表达的Ras 蛋白与GDP结合能力降低，不需要外界信号刺激后与GTP结合，自身可被激活。此时的Ras蛋白GTP酶活性降低，Ras蛋白和GTP解离减少，持续激活的Ras蛋白通过第二信使使细胞不受控制地增殖，进而恶变。JMML具有侵袭性和致命性，未接受同种异体移植的儿童中位生存期可短至10至12个月[21]，其早期诊断很困难，要尽早开始寻找合适的同种异体造血干细胞供体行移植治疗。因此，我们强烈建议对于存在NF1突变或Ras/MAPK信号通路其他相关基因突变的JXG患儿定期监测血细胞计数及其他血液学相关实验室检查，并为共存NF和JXG的儿童提供严密的临床随访。

3 JXG与其他基因突变

除了目前报道较多的JXG与BRAFV600E和NF1基因突变相关之外，在JXG患者身上还发现MAPK/ERK信号通路途径上其他基因突变，包括MAP2K和PIK3CD[9,10]。在非典型、具有侵袭性发展的泛发型JXG患者身上发现的MAPK基因突变，编码包括MAPK激酶和ERK蛋白的表达，MAPK基因突变导致ERK蛋白持续活化，仅经验性使用BRAF抑制剂或MEK抑制剂治疗效果可能不佳，改用ERK抑制剂效果更好。这也提示部分患者不能常规使用MEK或者BRAF抑制剂进行经验性治疗，需要明确突变位点行个体化治疗。

此外，Saeeda报道一例合并有骨硬化症的JXG患者有PLEKHM1突变[31]，突变位点在基因外显子第七位点，这是首例骨硬化病伴JXG的PLEKHM1突变病人。患者母亲有该位点的杂合突变但无临床表现，父亲是正常人。骨硬化症与破骨细胞的功能异常相关，之前也有骨硬化症合并JXG的相关病例报告，破骨细胞与JXG出现功能异常的巨噬细胞和树突状细胞具有一定的同源性，所以具有一定的研究意义。

2013年有报道Wiskott-Aldrich综合征(WAS)合并JXG的患者存在WASP基因突变[32]。这是一种罕见的X连锁原发性免疫缺陷疾病，由WASP基因突变引起，临床表现为血小板减少、免疫缺陷和湿疹。由于存在免疫缺陷，患者易导致肿瘤尤其是淋巴瘤的发生[33]。已知JXG与WAS具有同源性，均有发生血液系统肿瘤的倾向[34]。该WAS患者发现新的突变位点并存在JXG皮损，提示这种突变可能与JXG相关。WAS的免疫功能紊乱可能导致巨噬细胞系的克隆异常，这或许也可解释JXG病理上所示大量巨噬细胞及泡沫细胞浸润。

Nikolaus发现一声门下血管瘤患儿术后病理高度提示JXG并存在罕见的KIF5B-ALK 融合基因。ALK基因与淋巴瘤相关[15]，KIF5B-ALK融合基因产物会改变细胞微管蛋白在线粒体和溶酶体内的分布[35]，激活ALK蛋白活性区域并促瘤形成，该患儿JXG皮损示Touten细胞较少的非典型JXG病理特点，可能是由于该突变融合基因影响到了JXG皮损中Touten多核细胞形成。

Meyer[36]报道一例累及虹膜和皮肤的JXG中出现FGFR3基因错义突变，虹膜JXG在儿童虹膜肿瘤中约占3%，40%以上的虹膜JXG患儿伴有JXG皮肤表现。FGFR3基因突变在皮肤纤维瘤中被发现[37]，但其与 JXG中大量泡沫细胞的形成与巨噬细胞分化及功能异常的联系有待进一步研究。

4 讨论

JXG是一种来源于单核-巨噬细胞系最常见的非朗格汉斯细胞增生症，有关于JXG的病因现在尚不明确。JXG在临床上的发病率不高，伴基因突变的JXG病例更为罕见。

在现已知JXG的突变基因中，主要为BRAFV600E和NF1基因突变，巧合的是两者均与MAPK和ERK相关信号通路有关，影响下游Ras、MEK的表达和功能。突变所致的细胞周期紊乱、原癌基因持续活化促进细胞持续增殖，导致增生细胞的恶化。通常存在基因突变的JXG，患者皮损多为泛发性，临床表现可仅有皮肤受累，也可并存内脏受累，目前所知基因突变与有无系统受累并无直接相关性，但可使JXG及其他伴发的疾病进展速度加快。除了单发的JXG伴有基因突变外，更多基因突变患者同时伴有其他的疾病如NF、JMML，有些突变基因是JXG合并的其他疾病致病基因，但致病基因作用靶点与JXG的致病位点具有一定同源性，所以JXG也可与突变基因相关。此外，JXG病理上可见真皮处多为炎症细胞和泡沫细胞浸润，真皮内巨噬细胞吞噬大量脂质形成泡沫细胞具有特异性。这是否与巨噬细胞正常生长周期出现异常或脂质代谢功能异常相关需要对JXG致病机制进一步研究。与黄瘤病不同，JXG患者不存在血脂升高，单纯型JXG患者仅是JXG皮损处存在基因突变，若可在临床病理中发现该处皮损存在较为特征的异型细胞也是为早期临床诊断提供新的思路。

伴发JXG可使原发病的基因突变位点发生改变或促疾病进展恶化，尤其是出现血液系统肿瘤，这与临床治疗息息相关。通常对于组织细胞增生性疾病的治疗策略是“wait and watch”，JXG作为自限性和发展缓慢的良性组织细胞增生性疾病，一般无需特殊治疗，或者单纯手术切除治疗，术后无需放化疗，复发可能性小。在NF1基因突变的患者中发现JMML的发生率显著高于未突变的患者，提示了这一类患者同时还可能伴有更严重的骨髓增生肿瘤性疾病，应采取积极化疗方案或者骨髓移植。其他的基因突变也应该引起重视，对于存在突变基因的患者更要加强临床随诊。更为详细深入的研究JXG的病因及发病机制，以及在基因层面上更进一步分析具有一定的医学意义，也为临床上尽早干预和改善预后起到至关重要的作用。