苏剑煌 朱 妍 霍丽蓉
首都医科大学附属复兴医院中心实验室,北京 100038
Ⅱ型神经纤维瘤病(neurofibromatosis type 2,NF2)是一种常染色体遗传疾病,基因位于染色体22q12.2上,出生发病率约为1/28 000[1]。大多数患者在青少年晚期或成年早期可出现耳鸣、耳聋、面部抽搐、吞咽困难、视力下降、眩晕等症状。在90%的患者中可以发现双侧前庭神经鞘瘤,是该疾病的特征性肿瘤[2]。尽管肿瘤性质多属于良性,但目前尚无根治性治疗手段。随着疾病的进展,肿瘤严重影响了患者的躯体健康、心理健康以及生存质量。因此,阐明NF2的发病机制,从而研发高效的检测和治疗手段极为重要。本文就上述几个方面展开综述,以增进临床医生和科研工作者对该病的了解。
NF2常表现为神经系统的多发性良性肿瘤,其中以前庭神经鞘瘤(vestibular schwannoma,VS)和脑膜瘤最为常见,此外还包括室管膜瘤、脊髓神经鞘瘤、真皮神经鞘瘤等。除了累及神经系统,肿瘤还可造成白内障、后囊下晶状体混浊、牛奶咖啡色素斑等病变。
VS是NF2的标志性肿瘤,由异常的施旺细胞组成,人群发病率为1/50 000。患有该肿瘤的NF2者发病时间较早,通常在儿童时期即可发病,随着肿瘤的增大,患者可出现耳鸣、耳聋、面瘫、眩晕等症状。目前一般认为肿瘤为良性,然而近年来发现部分患者的VS有自发恶性变的情况,因此,关于VS的生物学行为有待进一步观察和研究,以便早干预,防止肿瘤恶性变[3]。
脑膜瘤起源于蛛网膜帽状细胞,肿瘤多为良性,只有约20%的脑膜瘤发展为恶性肿瘤,常见症状包括头痛、恶心、复视、精神异常等。研究表明,除了NF2外,TERT、PIK3CA、TRAF7、AKT1基因突变在疾病发生发展中也发挥了重要作用。TERT基因突变的患者,其肿瘤复发和病死的风险相对于未发生TERT突变的患者更高,因此,Mirian等[4]学者认为今后脑膜瘤患者应重视TERT突变筛查,以采取更加积极的治疗措施。
目前关于NF2的发病机制主要存在两种假说:Knudson的“双重打击”假说和表观遗传假说。不论哪种假说,NF2的发生发展均与NF2基因密切相关,NF2基因共包含17个外显子,长约95 kb,基因表达产物为Merlin(Moesin-ezrin-radixin-like protein)蛋白。Merlin的空间结构包括氨基末端域(外显子1~8)、链接区(外显子9)、α-螺旋结构区(外显子10~13)和羧基末端域(外显子14~17)四个部分,分布于施旺细胞、脑膜细胞、晶状体和其他神经组织中[5]。研究表明,Merlin通过自身的蛋白磷酸化修饰,参与抑制下游信号通路,如RAS/RAF/MEK/ERK、PI3K/AKT、RAC/PAK/JNK、VEGF-A和YAP等,在染色质构象变化、细胞增殖和分化、细胞的迁移黏附和细胞骨架的形成中发挥重要作用。见图1。
Knudson等[6]认为肿瘤的发生来自等位基因的突变,即双侧等位基因突变或一侧基因突变伴另一侧基因缺失,导致Merlin蛋白表达量下降或者结构异常。NF2基因的突变类型包括错义突变、移码突变、大片段缺失、剪接位点突变和截断突变等多种形式。不同突变类型对Merlin蛋白表达量和结构的影响不一,所致病情的严重程度各不相同。其中,移码突变导致的病变最轻,截断突变的症状最重,后者往往发病年龄更早,肿瘤累及的范围更广[5]。根据基因突变在胚胎发育过程中的时间节点进行划分,可分为非镶嵌型NF2和镶嵌型NF2两类患者。前者突变基因来自父母,变异在受精胚胎中已经存在,因此所有的体细胞均携带了突变基因,子代患病风险为50%;镶嵌型NF2患者的突变发生在母亲受孕后,致病性变异只存在于身体的一部分细胞,其子代患病概率远远低于非镶嵌型NF2患者,一般低于5%[7]。
该假说认为NF2基因通过甲基化修饰、miRNA表达失调、转录后修饰等表观遗传修饰,从而导致Merlin蛋白表达量下降,无法正常发挥肿瘤抑制作用。Torres-Martín等[8]对VS患者的基因进行检测,发现TP73、HOX、CASP8等基因存在高度甲基化的现象。有学者发现EGFR、CCND1、CD53、CSF1R、PLAU、FGFR1的甲基化水平对VS患者的影响显著,参与了MAPK、RAS等多条细胞通路的调控[9]。Maas等[10]对2868名脑膜瘤患者的DNA甲基化水平进行检测,发现在肿瘤组织中,DNA的甲基化水平比正常脑膜组织更高。现将甲基化水平纳入WHO脑膜瘤临床分型标准中已逐渐成为共识。
NF2的诊疗需要肿瘤科、耳鼻喉科、神经外科、神经内科和眼科等进行多学科会诊,常见的检查项目包括MRI、CT、纯音测听、脑干听觉诱发电位、眼底检查和专科体格检查,近年来国外学者还设计出了适用于NF2患者的生活质量量表(the NF2 Impact on Quality of Life questionnaire),并在检查中纳入了基因检测,目前这两种检查手段还在进一步开发中。
MRI是首选的检查手段,NF2患者应每年进行一次颅脑磁共振成像检查,从而追踪肿瘤大小变化以及对周围组织的压迫状况。对怀疑患脑膜瘤、脊髓室管膜瘤和神经鞘瘤病的患者还应加做脊髓MRI。然而,有学者怀疑MRI检查并非必须,Perry等[11]对226例患者的队列分析表明,术后6个月的MRI检查对于病情监测没有作用,反而会浪费医疗资源。Shew等[12]学者认为人工耳蜗植入或者听觉脑干植入术后的患者应当谨慎采取MRI检查,因为MRI会导致疼痛等不良反应。Wichova等[13]学者进一步研究发现,当移除人工耳蜗的磁性装置后,患者的不良反应就会消失。因此,未来需要重新评估MRI的适用人群,并尝试研发无磁性装置的人工耳蜗,以降低MRI带给患者的负面影响。
NF2基因的5’起始端突变与颅内肿瘤的增加有关,这种基因型-表型的强相关性使得基因检测的重要性日益提升。目前一般采集血液和肿瘤组织标本进行基因检测,一些学者利用二代测序(next-generation sequencing)对NF2基 因 进行了检测:非镶嵌型NF2患者的检出率为90%,镶嵌型NF2患者的检出率为20.2%~23.5%[14]。为提高后者的检出率,国内外学者不断尝试新的方法。张治华等[15]对30例镶嵌型NF2患者分别用标准测序法、多重连接依赖探针扩增技术(multiple ligation-dependant probe amplification,MLPA)以及联合检测法(标准检测法和MPLA联用)进行突变基因筛查,检出率分别为39.3%、73.3%和80.0%,提示MLPA对于减少假阴性率具有显著作用,联合检测能提高镶嵌型NF2检出率。Teranishi等[16]学者利用目标序列捕获测序技术(targeted deep sequencing)对患者血液、肿瘤组织、口腔黏膜和毛囊中36个基因进行联合检测,嵌合体的检出率可达84.4%。除了需要对NF2进行检测,未来可以将SMARCB1和LZTR1纳入基因筛查,因为镶嵌型NF2与神经鞘瘤在一些表型和组织学特征上十分相似,但后者SMARCB1和LTZR1基因突变率更高。
总体而言,现有的检测手段灵敏度和特异度还处于较低水平,临床上缺少可以评估和预测疾病严重程度的有效指标,深入研究NF2的生化、分子和遗传机制,开发更灵敏的生物标志物,将有助于疾病的早期发现和干预。
当VS患者的听力持续下降或者肿瘤直径>3 cm时,应当进行手术干预。据统计,术后患者5年内保持正常听力的概率为50%~75%[17]。West等[18]学者发现手术切除肿瘤同期行人工耳蜗植入的VS患者,其术后的听力水平与NF2基因型无关,无论NF2是否为镶嵌型,患者术后听力保持效果相似。此外,不同的手术方式对面神经的损伤程度也不尽相同,Bretonnier等[19]对比了肿瘤全切除和次全切除两种手术方式,发现后者对面神经的保护功能更好。为了尽量保存面神经功能,近年来次全切除术后联合伽马刀放射手术逐渐应用于临床,Daniel等[20]学者通过对32例VS患者的回顾分析表明,这种方法对于面神经和耳蜗神经的保护作用相较于单纯手术更佳。
相较于手术,放疗对面神经和三叉神经损伤较小,且较少发生不良反应。Chung等[21]对974例患者的回顾分析表明,立体定向放射手术(SRS)可能是VS的有效治疗方法,其平均5年局部控制率为74.5%。Mohammed等[22]学者对39例脑膜瘤患者进行了回顾性分析,94.8%的患者10年内肿瘤无明显进展,只有4例患者发生了短暂的不良反应。Troude等[23]学者对12例VS患者的随访表明,肿瘤大小并不会影响治疗效果,92%的患者面神经功能完好,83%的患者术后7年内肿瘤无明显进展。
目前贝伐珠单抗、依维莫司、维司替布、拉帕替尼等药物都处于临床试验阶段,尚未批准用于NF2的治疗,这些药物主要以ErbB-2、VEGF、PDGF、mTOR等作为靶点,通过调节相关细胞通路,从而抑制肿瘤细胞的增殖。
VEGF靶向药物贝伐珠单抗,能与VEGF高度结合,阻止肿瘤组织中的血管滋生,减少肿瘤组织的血液供应。有文献指出,贝伐珠单抗的使用剂量与疗效无关,提高使用剂量并不能进一步缩小肿瘤大小[24]。而且,长期静脉注射贝伐珠单抗,可能出现高血压、头痛、腹泻和蛋白尿等不良反应,限制了贝伐珠单抗的使用范围。
有报道指出mTORC1抑制剂依维莫司,对NF2基因纯合突变的VS患者具有治疗作用,且患者的耐受性好[25]。Graillon等[26]学者对20名复发型脑膜瘤患者进行依维莫司、奥曲肽联合治疗,肿瘤平均生长速率(3个月为周期)从16.6%下降到0.02%。最近有学者还提出mTORC1/2抑制剂AZD2014和酪氨酸激酶抑制剂达沙替尼联合使用可以降低VS代谢活性[27]。此外,其他mTOR抑制剂如西罗莫司、替西罗莫司、维司替布等也处于试验阶段。
RTK家族抑制剂拉帕替尼能抑制ErbB-2的表达,从而抑制RAS/MAPK和IP3K/AKT的信号转导活性,减少肿瘤细胞的增殖,增加其对放疗的敏感性。成人与儿童对拉帕替尼的耐受性都很好,且药物副作用可控。
目前国外已经陆续开发出可以用于NF2的基因治疗研究的动物模型、载体和启动子,并进行了一些体外实验。Mizrak等[28]将可表达尿嘧啶磷酸核糖基转移酶和胞嘧啶脱氨酶的微囊泡注射到小鼠肿瘤灶,并给予小鼠5-氟胞嘧啶治疗,成功抑制了肿瘤细胞的DNA合成。Prabhakar等[29]利用可表达caspase-1的腺病毒相关载体转染肿瘤细胞后,肿瘤细胞启动了细胞焦亡程序。Ahmed等[30]将包含凋亡相关斑点样蛋白(ASC)基因的腺相关病毒载体定向注射到小鼠的神经鞘瘤细胞,成功诱导了肿瘤细胞凋亡,且相邻的神经没有受损,这一治疗方式有望在未来进入临床试验,以进一步评估其安全性和有效性。
综上所述,NF2的发病机制十分复杂,涉及了许多基因和信号通路,这给疾病的诊治带来了不小的挑战。目前常规的检测手段如MRI、听力检测等均无法在发病前进行诊断,且对于患者的病情严重程度和进展无法作出准确的评估。在治疗方面,单一的治疗方法对NF2的治疗效果有限,手术、放疗和化疗都存在一定的局限性,如何提高这些治疗手段的疗效,有待更多的研究和探索。此外,尽管目前针对NF2的基因检测和基因治疗技术尚不成熟,但这一研究方向已经在国外逐渐成为热点,从基因的角度对NF2进行干预不失为一种可行的方案。