胃肠道间质瘤的研究进展

王芳芳,韩宇,张彩凤

【提要】 胃肠道间质瘤(GISTs)是消化系统最常见的间叶肿瘤，可涉及整个胃肠道，多见于胃和小肠。c-Kit基因和PDGFRA基因异常激活突变为其主要发病机制，免疫组化以CD117和DOG1表达为主。GISTs无特异性临床表现，常采用CT、MRI和内镜等辅助检查进行诊断，但最终确诊还需进行组织病理学检查。在治疗手段上，主要以开腹、腹腔镜、内镜切除做为手术方式，再结合分子靶向药物进行辅助治疗。尽管当前治疗方法取得了较好效果，但部分患者依然会出现复发或转移。不过随着新的治疗靶点药物和监测预后方法的问世，患者的预后得到了极大的改善。本文对GISTs进行了全面阐述，尤以诊断和治疗为主要切入点进行详细介绍，并针对预后做一展望分析，有望为GISTs的诊疗提供新的思路。

1 概述

近年来，随着检查设备的不断更新，胃肠道间质瘤(gastrointestinal stromal tumors, GISTs)这一不被大众熟知的间叶性肿瘤的检出率逐年升高，GISTs作为胃肠道最常见的间叶肿瘤，约占胃肠道恶性肿瘤的0.1%～3%[1]。GISTs可涉及整个胃肠道，大多数分布于胃(60%)或小肠(30%)，也可出现在十二指肠(4%～5%)、结肠或阑尾(1%～2%)、食管(1%)，罕见于以下部位，如肠系膜、网膜、腹膜后和胰腺[2]。研究表明：全球GISTs的发生率和患病率分别约为1～2/10万和13/10万，发病年龄多为60岁左右的中老年人，发病率在性别方面无显著差异，但与男性患者相比，女性患者在初始诊断时常已经发生疾病的转移[3-4]。而且GISTs通常无特异性表现，误诊、漏诊等情况时有发生。因此，有必要进一步详细地探讨GISTs的临床特点、诊断及治疗相关进展，从而为GISTs的诊断和治疗提供新的方向。

2 发病机制

2.1 c-Kit基因和血小板源性生长因子受体A基因突变

c-Kit基因突变是GISTs最常见的突变类型，约占所有突变类型的75%，其中以位于近膜区域的第11外显子突变最常见(87%)，11外显子突变可分为三种突变亚型，其中缺失约占40%、替代约占30%、重复约占16%，其它c-Kit突变分别发生在第9外显子(11%)、第13外显子(1%)、第17外显子(1%)，c-Kit外显子9突变以密码子502-503重复为特征，并且几乎只发生于肠间质瘤中，而13外显子和17外显子突变则以具体的点突变为特点[5-6]。血小板源性生长因子受体A(platetet-derived growth factor receptor alpha, PDGFRA)基因是和c-Kit基因位于同一条染色体上，大约5%～8%的GISTs发生PDGFRA基因突变，其中以位于激活环的第18外显子(7.55%)突变最常见，其次是第12外显子(2.52%)和第14外显子(1.08%)突变[7]。发生在第18外显子中的D842V突变是指天冬氨酸(D)在A环842位被18外显子的缬氨酸(V)取代，其多见于胃间质瘤中，而在第12外显子中发生的V561D突变，则多见于肠间质瘤[8-9]。

2.2 野生型及其他类型基因突变

野生型GISTs是指具有其他GISTs相类似的形态学特征，无论是否表达CD117，且同时没有发生c-Kit基因或PDGFRA基因激活突变的一类GISTs的统称[10]。在所有GISTs中，野生型GISTs约占10%～15%，以儿童和青年多见[11]。根据是否存在琥珀酸脱氢酶B(SDHB)表达异常，野生型GISTs可分为以下两大类，分别为SDH缺陷型和非SDH缺陷型，SDH是由SDHA、SDHB、SDHC和SDHD四个亚基组成的复合体，它们均存在于线粒体中，是参与机体三羧酸循环过程和电子传递链的重要组成部分。SDH缺陷型GISTs主要发生于胃，尤其是胃远端和胃窦，通常表现为多灶性肿瘤，且易发生淋巴结转移[12]。非SDH缺陷型GISTs通常与BRAF基因异常活化、NF1基因激活、K/N-RAS功能突变等相关[13]。

3 形态学特征及临床表现

在外观上，GISTs通常表现为结节状或多结节状，切面呈黄色、棕色或浅褐色，质嫩、细腻，可伴局部出血、溃疡或囊性变，其直径大小在0.3～44 cm之间，中位直径约为6.0 cm[14]。梭形细胞型、上皮细胞型和混合型是GISTs最常见的三种细胞学形态，分别占比70%、17%、13%，梭形细胞型以栅栏的形状分布排列，并具有紧密的细胞结构，胞质淡染，细胞核为卵圆形，常伴核周空泡化，细胞外间隙可见胶原蛋白沉积；上皮细胞型以片状的形式排列分布，胞浆透明或呈嗜酸性，胞核为圆形，没有明显的细胞边界；混合型是由上述两种细胞类型共同组成，呈交错排列[6,15]。GISTs通常无特异性症状，常于体检或手术治疗其它疾病时偶然发现，大多数人以胃肠道出血为首要症状，具体可表现为呕血、便血、黑便等，腹痛、腹部包块、恶心、呕吐、乏力、体重下降等也是其主要症状表现。因肿块位置的不同，较大的肿瘤可能通过内生性生长引起肠管梗阻或外生性生长压迫胃肠道，进而导致便秘、梗阻性黄疸或吞咽困难等，且GISTs易复发和转移，从最初确诊到出现转移的平均时间约为3.6年，以肝脏或腹膜转移多见[16]。

4 诊断

4.1 影像学检查

GISTs常规的影像学检查方法具体可分为X线、CT、MRI和PET-CT。X线消化道造影可显示腔内病变，对于内生性肿物有一定的诊断价值，但图像常显示多脏器重叠，故临床较少使用[17]。多层螺旋CT可准确的判断肿瘤大小、肿瘤位置、浸润深度、有无远处转移等，目前已成为GISTs诊断和随访的主要方式。在CT扫描中，大于5 cm的GISTs通常表现为外生性生长和血管增生，而小于5 cm的GISTs通常呈腔内息肉样生长，MRI与CT具有相仿的诊断准确率，较CT而言，MRI对机体软组织的分辨率较高，且没有辐射损伤，在肿瘤的诊断、分期、评估预后等方面得到了广泛认可，对于小GISTs，在MRI上通常表现为圆形肿瘤，并且可出现强而均匀的动脉强化，而大的GISTs通常表现为分叶状肿瘤，呈轻度的不均匀渐进强化，且常伴有瘤内囊变[3]。PET-CT对肿瘤的细胞代谢水平、早期转移及判断恶性潜能方面具有重要的诊断价值，且对GISTs分子靶点药物的疗效评估有高度的敏感性，但由于部分GISTs对其不敏感，且价格相对较高，故在临床上并不常用。近来，有研究[18]发现，能谱CT定量参数如CT70、标准化碘浓度(NIC)、能谱曲线斜率与GISTs危险度之间存在一定的关系，在动脉期和静脉期时，NIC与危险度分级成正比，而在延迟期时，NIC与危险度成反比，对于CT70和能谱曲线斜率，两者在静脉期和延迟期均与危险度成反比，能谱CT定量参数在一定程度上反应了危险度分级情况，为术前肿瘤分期提供了更多依据。

4.2 内镜检查

消化道内镜可以近距离观察肿物的大小、形状和外观，以及肿物表面有无溃疡、出血等，但GISTs在普通白光内镜下通常表现为覆盖正常黏膜的非特异性的光滑突起，与其它黏膜下肿物鉴别相对困难，故在临床上多采用超声内镜(EUS)。GISTs在EUS下多表现为起源于固有肌层的低回声实性肿块，其在超声下的表现虽然有助于与其他黏膜下病变相鉴别，但最终诊断还需依靠组织病理及免疫组化检查[19]。超声内镜引导下细针穿刺活检(endoscopic ultrasound-guided fine-needle aspiration biopsy, EUS-FNA)是在超声内镜的指引下取出一定量的黏膜下肿瘤组织进行病理学检查，因肿瘤大小的不同，EUS-FNA的诊断率也不尽相同，随着肿瘤直径的增大，其诊断率也不断提高[20]。近几年来，随着对比增强超声内镜(contrast-enhanced endoscopic ultrasound, CE-EUS)等新兴技术的相继出现，极大地提高了GISTs的诊断率，CE-EUS通过观察病变部位的微脉管系统及小血管的血流，并结合血流动力学特点，可协助鉴别胃肠道良恶性肿瘤[21-22]。研究[23]发现，将基于卷积神经网络的人工智能(artifcial intelligence, AI)诊断系统应用在EUS成像中，可表现出比EUS专家更高的诊断率，EUS-AI可快速诊断>2 cm的上皮下病变，并可区分GISTs和非GISTs，但不能明确病变起源的层次。另一研究[24]发现，利用EUS图像的深度学习算法的人工智能系统可以预测GISTs的恶性潜能，该研究分为训练集和验证集两个队列，在训练集中，AI系统预测GISTs恶性潜能的敏感性、特异性和准确性分别为83%、94%和82%，在验证队列中分别为75%、73%和66%，相信在不久的将来，人工智能将逐渐应用于疾病的诊断与治疗中。

4.3 免疫组化

CD34是一种跨膜蛋白，普遍表达于人造血干细胞中，作为细胞表面糖蛋白，CD34起细胞间粘附分子的作用，约60%～80%的GISTs呈阳性表达，但CD34的敏感性和特异性均不如CD117，CD117做为c-Kit基因的蛋白表达产物，大约94%～98%的GISTs呈阳性表达，尽管CD117对GISTs的诊断高度敏感且具有特异性，但并非所有的GISTs都表达CD117[25]。DOG1是一种钙调节氯通道蛋白，约85%～95%的GISTs表达阳性，在胃梭形细胞GISTs中，DOG1敏感性与CD117几乎相同，但在胃上皮样GISTs中，前者的敏感性稍高于后者，在肠道GISTs中，后者的敏感性略高于前者，GISTs中大多数c-Kit基因突变均表达CD117和DOG1，但DOG1对PDGFRA突变的GISTs有更高的敏感性和特异性[26]。

4.4 液体活检

液体活检是检测患者血液循环中肿瘤细胞DNA(circulating tumor DNA, ctDNA)的一项新型技术，检测外周血中ctDNA的含量对于肿瘤的早期诊断、疗效评估及监测复发等提供了重要帮助。研究[27]发现，约在65.8%的GISTs患者中可以检测出含c-Kit或PDGFRA突变的ctDNA，而ctDNA的含量与疾病活动和病程相关。另一研究[28]发现在92%的活动性GISTs患者中检测到了含相同突变的ctDNA，此外，诸如肿瘤大小、肿瘤位置和局部血管形成等生物学特性也会影响ctDNA的释放。ctDNA的数量反应了肿瘤负荷和疾病活动，且检测不受时间限制，采样方便快捷，使其有广泛的应用前景。

5 治疗

5.1 手术治疗

对于可切除且无远处转移的患者，手术是首选的治疗方式，手术的目的是最大限度地实现R0切除，避免肿瘤破裂发生远处播散，因GISTs患者发生淋巴结转移的情况相对罕见，故不必对淋巴结进行彻底清扫[29]。目前GISTs手术的具体方式可分为传统开腹手术、腹腔镜微创手术和消化道内镜切除术。开腹手术通常适用于位置特殊、肿瘤直径较大、难以通过腹腔镜手术或内镜切除的患者。因其对机体的创伤较大、术后功能恢复较慢、住院时间长等不利因素，目前逐渐被腹腔镜手术和内镜技术取代，腹腔镜手术多采用楔形切除，可最大限度的保留器官功能，更有利于术后功能的恢复[30]。NCCN指南[31]建议，对于直径≤5 cm的GISTs可进行腹腔镜手术，但对于>5 cm的GISTs是否进行腹腔镜手术尚存在争议。研究[32]发现，对于直径为5～10 cm的GISTs，腹腔镜手术与开腹手术相比，其在平均手术时间、手术后并发症等方面无明显差异，表明腹腔镜手术不会增加围手术期的并发症，对于治疗直径在5～10 cm的GISTs是安全可行的。

随着微创技术的发展，诸如消化道内镜等新型技术的出现和广泛普及，极大的改变了GISTs的治疗方式。消化道内镜切除技术主要分为以下几种：内镜黏膜下剥离术(endoscopic submucosal dissection, ESD)、内镜全层切除术(endoscopic full-thickness resection, EFTR)、内镜黏膜下隧道切除术(submucosal tunneling endoscopic resection, STER)和内镜皮下结扎术(endoscopic band ligation, EBL)。Marcella等[33]发现，对于直径≤2 cm和2～5 cm之间的GISTs，ESD和腹腔镜手术具有相同的切除率，且在平均手术时间、住院时间、出血量等方面更有优势。然而Lei等[34]认为对于直径在2～5 cm之间的胃GISTs可能更适合进行腹腔镜手术。消化道内镜切除不仅可以减少对机体的创伤、术后恢复较快，还可以进行多次操作，在一定程度上减少了开腹手术的风险，不过也会受肿瘤位置、大小、数量和操作者技术水平的影响。近年来通过不断的探索，一种将消化道内镜和腹腔镜相结合的双镜技术(laparoscopic and endoscopic cooperative surgery, LECS)开辟了新的治疗理念，与单纯腹腔镜手术相比，该技术可以最大限度的减少对正常胃壁的剥离，有利于术后器官功能的恢复。随着内镜在LECS中发挥着越来越重要的作用，腹腔镜辅助的内镜下全层切除术(laparoscopic-assisted endoscopic full-thickness resection, LAEFR)也可用于GISTs的治疗，LAEFR在充分切除病变的同时，亦能最大限度的减少腹腔镜手术时对正常胃壁的损伤，尤其适用于在腔外难以进行定位和操作的内生型GISTs[35]。在未来的治疗领域中，基于保持人体解剖结构的完整性、从而达到祛除疾病目的的新方法、新技术将成为未来医学发展的方向。

5.2 药物治疗

对于不可切除、发生转移或复发的GISTs患者可选择应用酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitors, TKIs)，TKIs药物的引入革命性地改变了晚期GISTs患者的预后。伊马替尼(imatinib)、舒尼替尼(sunitinib)和瑞戈非尼(regorafenib)分别作为GISTs患者的一线、二线、三线治疗药物，虽然显著改善了患者的无进展生存期(progression-free survival, PFS)，但仍有一定比例的患者表现出耐药。有研究[36]发现，miRNA参与GISTs细胞的增殖、侵袭、转移和凋亡等过程，并诱导GISTs产生耐药，通过特异性靶点调控miRNA表达或许能大幅改善GISTs患者的耐药问题。近几年来，新型TKIs药物的出现，进一步改善了GISTs患者的生存期，并提高了晚期患者的生活质量水平。新型TKIs药物瑞普替尼(ripretinib)是一种II型开关控制激酶抑制剂，可以将激酶转变为失活状态，从而抑制下游信号的传导，其可以抑制突变的c-Kit受体和PDGFRA受体，并显示出了较强的抑制活性[37]。在一项研究[38]中，共列入了129名用其他TKIs治疗失败的患者，随机分为瑞普替尼治疗组和安慰剂组，该研究发现，尽管瑞普替尼与其他TKIs具有相似的客观缓解率(9.4%)，但它显著延长了PFS，瑞普替尼治疗组患者的中位PFS大约为6.3个月，而安慰剂组患者的PFS仅为1.0个月，在第6个月时，治疗组的PFS率为51%，安慰剂组为3.2%，瑞普替尼除了显著改善PFS外，也明显延长了患者的总生存期，两组的总生存期分别为15.1个月和6.6个月。与其它TKIs不同，阿伐普替尼(avapritinib)是一种高效、高选择性的c-Kit和PDGFRA抑制剂，在PDGFRA(D842V)突变患者中显示了良好的效果。在一项1期临床试验[39]中，对56例PDGFRA(D842V)突变的患者进行了阿伐普替尼治疗，其总体缓解率达到了87.5%，完全缓解率为8.9%，部分缓解率为78.6%，平均反应持续时间为27.6个月，12个月时的PFS率为81%，阿伐普替尼显示出了对伊马替尼耐药的PDGFRA(D842v)突变患者的治疗潜力。Heat shock protein 90(HSP90)是一种分子伴侣，在GISTs异种移植模型中，通过抑制HPS90可发挥抗肿瘤活性。在一项开放的2期临床试验[40]中，对伊马替尼、舒尼替尼和瑞戈非尼耐药的晚期GISTs患者接受了口服HPS90抑制剂TAS-116治疗，其中位PFS为4.4个月，12周时的疾病控制率和无进展生存率分别为85%和73.4%，HSP90抑制剂对GISTs患者显示出了较强的抗肿瘤活性。Iida等[41]发现G蛋白偶联受体20(G protein-coupled receptor, GPR20)在GISTs中丰富表达，基于此靶点，开发了一种抗GPR20的新药物—DS-6157a，它是一种抗体-药物偶联剂，并与一种新的四肽连接剂和DNA拓扑异构酶I抑制剂相结合，在GISTs异种移植模型中表现出GPR20表达依赖的抗肿瘤活性，DS-6157a的临床前药代动力学和安全性支持其作为一种潜在的新型GISTs治疗药物。Yoon等[42]发现癌症相关的成纤维细胞(cancer-associated fifibroblasts, CAFs)驱动GISTs的生长和转移，从人类肿瘤中分离的CAFs可以产生高水平的血小板源性生长因子C(platelet-derived growth factor C, PDGFC)，激活GISTs细胞中PDGFC-PDGFRA信号转导，从而调控上皮-间充质转化转录因子SLUG的表达以及PDGFRA信号下游靶点的表达，同时，这种旁分泌诱导的信号转导级联反应促进了体内肿瘤的生长和转移，考虑到CAF旁分泌信号调节GISTs的生物学行为，他们使用双P13K/mTOR抑制剂直接靶向CAFs，该抑制剂与伊马替尼协同增加了对肿瘤细胞的杀伤力，确定了一个前所未有的治疗靶点。近年来，研究发现肠道微生物群参与了宿主免疫和炎症反应，肠道菌群通过其在宿主代谢、营养吸收、病原体保护、免疫等方面发挥重要作用，维持了肠道微环境的平衡，Sarhadi等[43]发现，与正常对照组相比，GISTs患者的肠道菌群的丰富度和多样性较低，主要体现在颤杆菌克和乳杆菌丰度减少，而肠杆菌科丰度略有增加，或许针对肠道菌群的药物可改善GISTs患者症状，并延缓肿瘤的发生发展。

6 预后与展望

尽管手术和分子靶向药物可以改善患者的生存期，但仍有一定比例的患者在治疗后易出现病灶的复发和转移，为了进一步评估疗效、监测复发和改善预后，迫切需要开发新型的生物标志物和确定新的分子治疗靶点。高凝状态、全身性炎症和营养不良已被认为是肿瘤进展的关键因素，Li等[44]发现纤维蛋白原与白蛋白比值(fibrinogen to albumin ratio, FAR)作为反应凝血状态、全身炎症和营养状况的重要参数，在肿瘤进展中起着至关重要的作用，FAR水平与肿瘤大小、有丝分裂指数和风险分类呈正相关，高FAR组GISTs患者的一年、三年和五年无复发生存率分别为92.4%、77.9%、67.1%，而低FAR组分别为99.2%、94.8%、93.3%，因此，FAR可以作为评估GISTs患者预后的可靠指标。脂肪酸结合蛋白(fatty acidebinding proteins, FABPs)是一种几乎在所有组织中丰富表达的细胞内蛋白，对脂肪酸的摄取、运输和氧化起着至关重要的作用，它们通过调节脂肪酸的摄取和运输来调节细胞中游离脂肪酸的浓度，并可以维持脂质代谢环境的稳定，不仅可以用作肿瘤细胞的能量来源和大分子支架，而且可以诱导肿瘤的发生，FABP3作为FABP家族的一员，与细胞凋亡过程密切相关[45]。Chen等[46]发现FABP3高表达与GISTs患者预后不良有关，其可能是监测GISTs患者预后的重要分子标志物，同时它也为探索脂肪酸信号转导通路参与GISTs的发展提供了理论基础，有望成为GISTs的治疗靶标。颗粒蛋白前体(progranulin, PGRN)是一种分泌型糖蛋白，参与饮食诱导的肥胖、胰岛素抵抗和肿瘤进展的级联反应(包括增殖、迁移和血管生成)，有研究[47]显示大肠癌中PGRN的上调与肿瘤细胞增殖和血管内皮生长因子A表达以及微血管密度增加有关，表明PGRN可能代表了胃肠道肿瘤中一种新的生长因子。另一研究[48]发现，高PGRN表达的GISTs患者多存在c-Kit外显子11突变，且更多的表现为上皮样细胞型或混合型，高表达PGRN的GISTs患者的中位无复发生存期(recurrence-free survival, RFS)约为36.8个月，五年RFS率为35.6%，而PGRN低表达者的中位RFS为70.7个月，五年RFS率为95.7%，高PGRN表达与更差的RFS有关，目前还需要进一步研究确定PGRN作为GISTs生物标志物和治疗靶标的潜在价值。c-Kit外显子11突变是GISTs发病机制中最常见的突变类型，Song等人[49]根据c-Kit外显子11突变的位点和类型，将c-Kit外显子11突变分为3个等级，他们发现，1级、2级和3级突变患者的五年无病生存率分别为90.42%、68.93%、46.73%，证明了c-Kit11突变分级系统是GISTs患者无病生存期(disease-free survival, DFS)的独立预后因素，该系统可以很好地预测具有高复发风险患者的DFS，对判断患者预后有一定的临床价值。Li等人[50]根据肿瘤部位、肿瘤大小、有丝分裂指数、肿瘤破裂和预后营养指数这些变量构建了术后2年和5年RFS的列线图，比较列线图和其它四种风险分层方法对RFS的预测能力，结果显示，列线图的2年和5年RFS的ROC为0.821(95%CI: 0.740～0.903)、0.798(95%CI: 0.739～0.903)，明显优于NIH-Fletcher标准、NIH-Miettinen标准、改良NIH标准和AFIP标准，此研究证明了列线图对RFS的预测能力优于其它风险分层系统，并有望得到更广泛的应用。

7 总结

作为胃肠道中的一种间叶恶性肿瘤，尽管GISTs发病率较低，但GISTs患者的生存质量严重受到影响。为便于大家对GISTs有更全面的认识，本文从GISTs的发病机制到临床表现，从诊断方法到各种治疗手段，以及预后均进行了详细介绍。随着人们生活方式的改变和对健康的逐渐重视，借助影像学、内镜等诊断方法，再结合病理学检查，GISTs的发生率和检出率不断升高。在治疗上，各种新型的微创手术方法不断推出，具有优良效果的靶向药物也在不断问世，显著改善了患者的生存期。另外，新型治疗靶点的研发和监测预后的新型指标的出现，也为GISTs的治疗开拓了新的前景。