儿童髓母细胞瘤的分子遗传学及临床研究进展

庄小津，黄燕炳

髓母细胞瘤(medulloblastoma, MB)是一种常见于儿童小脑或后颅窝(起源于蚓部或第四脑室)的高侵袭性恶性肿瘤，约占中枢神经系统肿瘤的20%[1-4]。近年，随着分子生物学的发展，MB至少可以分成在生物学表现、临床特征及预后具有显著差异的4种分子亚型：WNT、SHH、Group3和Group4，并延用至今。深入探讨MB的分子分型，进行准确的危险度分层，对指导个体化治疗和改善临床预后具有重要意义。

1 流行病学和症状学

流行病学资料显示，全球MB的年发病率为0.20～0.58/10万人[5]。MB可发生于任何年龄，发病高峰年龄6～8岁[6]。男性发病率通常是女性的1.5～2倍[7]。WHO(2016)中枢神经系统肿瘤分类将MB列为Ⅳ级肿瘤，在儿童中MB主要位于小脑中线，属于高度恶性的胚胎性肿瘤，因为肿瘤细胞易脱落并沿脑脊液循环途径扩散，确诊时约30%的患者已发生转移[8]。MB的临床症状主要取决于肿瘤的位置，常表现为头痛、恶心、晨吐、乏力等，这些非特异性表现也可能是由于颅内压升高或肿瘤压迫所致。此外，MB也会引起共济失调、书写困难、视力或其他运动障碍[6]。

2 病理分型、诊断及鉴别诊断

MB可分为4种组织病理学类型：经典型、促纤维增生/结节型(desmoplastic/nodular, DN)、广泛结节型和大细胞/间变型(large cell/anaplastic, LCA)[8-9]。临床以经典型最常见，占MB的72%[8]；镜下肿瘤细胞呈圆形或卵圆形，染色质深，胞质稀少，核分裂象可见。常出现Homer-Wright假菊形团。在典型的MB中罕见促结缔组织增生，当结缔组织增生时，通常与肿瘤累及软脑膜有关[10-11]。DN型表现为结节状和非结节状两种形式，以神经细胞分化为特征，其间有胚胎性成分。“促纤维增生”是指这些肿瘤细胞表现为圆形或卵圆形结节样苍白岛样结构，周围有致密的胶原纤维围绕，可通过网状纤维染色检测。DN亚型通常与中等临床风险相关，并且多数属于SHH分子亚群，该亚型患者有机会获得针对SHH分子群的靶向药物治疗[4,10-11]。广泛结节型属于DN型MB的特殊亚型，其通常出现在婴儿中，由大量结节组成，形似大理石图案，结节内肿瘤细胞向神经元分化，呈流水样排列[10-11]。LCA型MB肿瘤细胞体积增大、显著多形性、常见核分裂象和凋亡小体[11]。

MB的鉴别诊断应考虑位于小脑、小脑脚或第四脑室的胚胎性肿瘤[12]。该区域较少见其它小细胞形态的恶性肿瘤，包括不典型畸胎样/横纹肌样瘤(atypical teratoid/rhabdoid tumor, AT/RT)、伴多层菊形团的胚胎性肿瘤(embryonal tumor with mutilayered rosettes, ETMR)、小细胞胶质母细胞瘤、尤因肉瘤或伴BCOR改变的高级别神经上皮肿瘤。上述胚胎性肿瘤通常可以通过结合HE或免疫组化检测进行鉴别。

3 分子分型

WHO(2021)中枢神经系统肿瘤分类延用WHO(2016)的4种分子分型：WNT、SHH、Group3和Group4[8]。近年，多个研究以生物学和临床相关亚型的形式定义进一步的亚组分型。然而，由于患者队列和分析方法的不同，特别是在Group3和Group4型中对亚型数量和定义一直未能统一。Cavalli等[13]应用基因组数据聚类方法-相似性网络融合(similarity network fusion, SNF)算法，对763例MB标本进行综合分析，由此得到12个分子亚型。Schwalbe等[14]对428个MB标本进行全面的基因组图谱分析，包括DNA甲基化微阵列分析，并用无监督聚类分析鉴定出7个分子亚群。文献报道[15-16]通过基因表观遗传学或DNA甲基化图谱数据分析，使用多种互补的生物信息学方法将Group3和Group4亚型分成8个亚型。

3.1 WNT型其约占MB的10%，主要发生于年龄较大的儿童。最常见的突变是CTNNB1基因，该基因编码β-catenin，在细胞周期控制和胚胎发育中发挥重要作用。核型β-catenin过表达常被用作该亚群的诊断指标。6号染色体单体是WNT亚群的另一个标志，发生于80%～85%的患者。在WNT激活的MB中也发现DDX3X、SMARCA4和TP53突变[17-20]。Cavalli等[13]将WNT型分为WNTα和WNTβ两型，WNTα型主要发生于儿童，普遍伴6号染色单体异常，是WNT亚群的一个标志，成人WNT MB与儿童WNT MB相比具有不同的生物学特性和更差的预后。

3.2 SHH型其约占MB的30%，SHH激活的MB是一种高度异质性的肿瘤，SHH信号通路中的许多关键分子如SUFU、SMO、PTCH1、GLI1和GLI2在该亚群中表达异常。其他的分子遗传学异常，如MYCN扩增或TP53突变，也与SHH激活的MB形成有关[6,21]。SHH激活的MB结果各异，虽然转移少见，但一旦发生往往预后不佳。TP53突变或MYCN扩增的患者通常预后较差。针对SHH途径的分子靶向药物也取得较好的治疗效果[6,17-20,22]。

目前，有研究[13]利用DNA甲基化和基因表达阵列数据集提出SHH-MB的4种亚型SHH-1(β)、SHH-2(γ)、SHH-3(α)和SHH-4(δ)。SHH-α肿瘤主要影响3～16岁的儿童，其特征是MYCN或GLI2或YAP1的胚系或体细胞TP53突变和扩增，以及基因拷贝数变异如9号或10号染色体长臂缺失，17号染色体短臂缺失，预后最差。SHH-β(也称为婴儿SHH-1)和SHH-γ(也称为婴儿SHH-2)发生在婴幼儿中(≤3岁)，前者常伴PTEN缺失，诊断时转移率高，预后取决于治疗[13,23-26]，SHH-γ只有少数组织学为广泛结节型，若为广泛结节型则预后相对较好。SHH-δ主要发生于成人中，预后较好，常伴TERT启动子突变[13]。Schwalbe等[14]也将SHH按年龄分为婴幼儿组(<4.3岁)和儿童组(>4.3岁)，两型预后相似。

3.3 Group3型其约占MB的25%，Group3型最具侵袭性，常见转移；与WNT、SHH型的MB不同，目前关于Group3型肿瘤的基础研究较少。一些研究表明，MYC扩增导致该亚组的肿瘤形成。约20%的Group3型MB中发现其他可能的途径，如肿瘤坏死因子β。该亚组的预后较差，尤其是MYC扩增的患者[18-20]。Cavalli等[13]将Group3型分为α、β和γ三组。小于3岁幼儿中60%为3α组，3β组年龄稍大一些，并且较少发生转移，3γ组显示MYC扩增，预后较差，而3α组MYC无扩增，预后好于3γ组。Schwalbe等[14]则将Group3型分为高危亚组和低危亚组，Group3型高危亚组患者与LCA组织学亚型密切相关，常发生MYC扩增和GFI1突变。

3.4 Group4型其是最常见的亚群，约占MB的35%。Group4型中发现8、11、17p染色体的丢失或7、17q染色体的获得。此外，在Group4型MB中，发现CDK6、MYCN和SNCAP1的扩增以及ERBB4-SRC信号和NF-κB的异常表达[17-20,13,27-29]。Cavalli等[13]将Group4型分成3个亚型(α、β、γ)，并观察到4β组的中位诊断年龄稍高，但在总生存率和诊断时转移率方面差异无统计学意义。4α组常有MYCN扩增，4α组和4γ组常有8p丢失和7q获得，4β组常有SNCAIP重复序列。此外，CDK6基因扩增更多见于4α和4γ组。研究表明GFI1和GFI1B的激活存在于Group4型，但GFI的激活在较大程度上局限于3β组。Schwalbe等[14]也将Group4型分为高危亚组和低危亚组。

Northcott等[15]和Sharma等[16]将Group3和Group4型亚组分成8个亚型(Ⅰ～Ⅷ)：Ⅰ型基因组较稳定；Ⅱ型的特点是8、13q和1q染色体增加；Ⅲ型常伴8p、10q丢失；Ⅳ型以8、11和13号染色体显著丢失为特征；V亚型50%表现为17q易位，50%表现为16q丢失；Ⅵ型和Ⅶ型在7号人染色体获得的同时伴8号染色体丢失；X染色体丢失常见于Ⅳ、V、Ⅵ、Ⅶ和Ⅷ亚型，尤其见于Ⅷ型。有12%的患者中可见Ⅰ型的OTX2扩增显著增加。MYC扩增见于Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ型，在Ⅴ型还可有MYCN扩增。

4 治疗及预后

MB的治疗以手术和放、化疗为主，积极治疗使MB患者的长期生存率得到明显改善，但常遗留严重的后遗症[30-31]。Ramaswamy等[30]结合分子分型重新划分3岁以上MB的危险分层，根据术后5年生存率分为：低危组(生存率>90%)、标危组(生存率75%～90%)、高危组(生存率50%～75%)和极高危组(生存率<50%)。准确的危险分层可为MB患者个体化治疗提供参考，避免或减少放、化疗副作用。目前，MB分子亚型的特异性治疗仍处于初级阶段，主要由于不同分子亚型的高度异质性，以及缺乏临床验证的特异性“驱动”基因。现已证实SMO、GLI、PTCH1突变是SHH型MB的驱动因素，SMO抑制剂、GLI拮抗剂等靶向治疗对MB具有一定疗效[31]。此外，鞘内限制性术后化疗[32]、肿瘤微环境免疫治疗[28]及针对CD276的嵌合抗原受体(CAR)T细胞疗法[33]在治疗MB有良好的临床应用前景。

随着对MB研究的不断深入，一些生物学标志物对MB预后评估也起重要作用。Kanchan等[34]证实CDK6和B7-H3在MB中的促癌作用。Luo等[35]研究指出ZNF124高表达与MB的预后不良相关，提示ZNF124可作为Group3型的预后指标。Group3型与WNT亚组相比，患者的复发死亡风险明显更高，其次是Group4型和SHH亚组。Group3型预后不良的相关因素为年龄较小、LCA组织学亚型、转移扩散和MYC扩增[36-38]。尽管儿童MB在生物学和前期治疗方面取得进展，但对婴幼儿和有转移、复发患者的长期生存率仍然较低。研究证明，诊断时的分子亚群是复发后的预后相关因素。此外，还发现复发时间和复发时补救放疗的使用，可能会对复发后的存活率产生潜在影响[39]。

5 结语

MB不同分子亚型在分子遗传学、临床治疗及生存率具有明显差异。结合分子分型、临床特点、病理分型等对MB准确的危险度分层评估，可有效减少临床过度治疗或治疗不足等问题。随着基因组、表观遗传学组、转录组、蛋白质组等多组学研究方法的不断交叉整合，MB的分子亚型将日趋完善，精准的分子分型为优化个体治疗策略提供新思路。目前，MB尚无标准的靶向治疗，但针对不同分子亚型的靶向治疗临床研究正逐步开展，以期提高MB患者的生存率和生存质量，降低复发率。