胶质瘤新型分子标志物的研究进展

李晓蓉 王宏坤 卞 伟 郑绘霞 肖 虹

1.山西医科大学第一临床医学院，山西太原 030000；2.山西医科大学第一医院病理科，山西太原 030000

胶质瘤是起源于脑神经胶质细胞的恶性肿瘤，约占成人原发性脑肿瘤的81%，具有高侵袭性、高复发率和高死亡率等特征[1]。现阶段临床多采用手术切除、放化疗和靶向免疫等多学科、多模式治疗方案，但效果仍不理想，尤其对于高级别胶质瘤，生存率较低，为12～15 个月[2]。新版世界卫生组织发布的胶质瘤分子分层的诊断标准在临床实践中获得较大进展，进一步整合了中枢神经系统肿瘤分类的分子改变，并根据每个分类的关键基因组变化将其划分为更准确的亚型[3]，这种在分类中引入分子标准对胶质瘤患者的诊断、预后预测有重要的指导意义。近年来研究者们通过精进各种技术，从细胞、组织或液体活检中提取出多种与胶质瘤疾病进展和预后评估相关的肿瘤标志物，将其应用于临床筛查、诊疗及预后评估，但检出率和精准度较低，不能完全取代常规病理诊断[4]。因此需要进一步发掘更多适用于胶质瘤辅助诊断的标志物，下文将重点介绍有潜力的新型分子生物学标志物，以期为该领域实现个体化治疗奠定理论基础。

1 分子标志物新类型

1.1 CDKN2A/B

CDKN2A/B 位于9 号染色体，是重要的抑癌基因，已在恶性黑色素瘤、脑肿瘤、肺癌等多种疾病中发现，新版分类中是星形细胞瘤整合诊断及预后评估的重要标志物，发生纯合性缺失时，预后较差[5]。

甲基硫代腺苷磷酸化酶（methylthioadenosine phosphorylase，MTAP）位于染色体9p21，是一种代谢酶，丢失会导致直接底物甲基硫腺苷的积累，释放到肿瘤环境中可诱导免疫炎症发生，研究发现MTAP 缺失是胶质母细胞瘤（glioblastoma，GBM）最常见的遗传/表观遗传事件之一，导致GBM 巨噬细胞数量增加，淋巴细胞活化减少，对GBM 中的免疫抑制肿瘤微环境有潜在的作用[6]。

MTAP 与CDKN2A 是共生的两组基因，常同时发生缺失，MTAP 作为后者的合理替代物，已被用于胸膜间皮瘤和2、3 级脑膜瘤的疾病诊断和预后评估[7]。Satomi 等[8]采用IHC 和PCR 等方法证明了这种替代方式也适用于胶质瘤的诊断，有重要的预后价值，因此可考虑引进MTAP 代替CDKN2A 检测，作为一种经济、省时的工具，对组织学形态属于低级别，但有潜在分子改变的胶质瘤明确分级。此外，在疾病诊断中进行CDKN2A/B 纯合缺失检测时，还可以引进优化分层风险或预测4 级临床行为的其他标志物，例如PDGFRA、MYCN 或CDK4 扩增及RB1 突变等。

1.2 错配修复（mismatch repair，MMR）

MMR 中四个主要基因MLH1/PMS2 和MSH2/MSH6在体内形成2 个功能对，MLH1 或MSH2 的丢失会破坏和降解伴侣蛋白的稳定性，提示微卫星不稳定（microsatellite instability，MSI），MMR 蛋白的IHC 和MSI基因检测是诊断散发性和遗传性错配修复缺陷（mismatch repair deficient，MMRD）肿瘤的有效筛查方法[9]。Lynch 综合征（Lynch syndrome，LS）是一种常染色体显性遗传性疾病，其特征是MMR 基因的种系突变，伴有结直肠癌、子宫内膜癌、卵巢癌等风险增加，胶质瘤是LS 的罕见表现，患者具有种系MLH1 和MSH2 突变，当IHC 结果显示MSH2/MSH6 联合缺失或MSH6/PMS2 独立缺失时考虑LS，而当MLH1/PMS2 联合缺失时，明确诊断还应进行BRAF 及相关MSI 检测[10]。研究发现，原发性MMR 缺陷IDH 突变型星形细胞瘤（primary mismatch repair deficient IDH-mutant astrocytoma，PMMRDIA）是一个独立实体，属于高级别病变，主要见于年轻患者（中位年龄14 岁），与其他IDH 突变型胶质瘤比较，PMMRDIA 具有迄今为止最差的临床结局，无论组织学或分子特征如何，中位生存期仅为15 个月[11]。尽管新版指南并未列入MMR 蛋白作为胶质瘤的诊断标志物，但对于儿童、青少年或年轻成人中具有完整1p/19q 或ATRX 的所有IDH 突变型肿瘤的病例，尤其当组织学呈现高级别特征时，都应将PMMRDIA 视为鉴别诊断。

1.3 L1 细胞黏附分子和p65

L1 细胞黏附分子（L1 cell-adhesion molecule，L1CAM）属于免疫球蛋白基因家族，可以调节神经细胞的生长、存活、迁移等。研究发现L1CAM 是子宫内膜癌、胃癌、外阴癌等预后不良的预测因素，但关于胶质瘤的病理机制研究较少。Zeng 等[12]利用IHC 和FISH检测等方法，证明了L1CAM 在19%的胶质瘤中高表达，并与患者年龄、ATRX 状态和Ki-67 指数相关，可考虑作为胶质瘤尤其是幕上室管膜瘤的预后因子及治疗靶点。

p65 作为NF-κB 家族的转录激活剂，被证明在多种因子刺激下参与鼻咽癌、前列腺癌、直肠癌等疾病进展，包括阻断细胞周期，诱导细胞凋亡及血管生成等。有研究表明，TCF4N 结合并诱导p65 的S536 磷酸化，抑制泛素化和降解来上调NF-κB 活性，且p65磷酸化状态与GBM 发生、化疗敏感性密切相关，是GBM 有前景的预后标志物之一[13]。

L1CAM 和p65 同为NF-κB 信号通路的效应蛋白，Chinnam 等[14]证明了两者结合可作为幕上室管膜瘤分型及预后的预测因素，是可靠的替代标志物。目前正在尝试利用两者的IHC 结果检测是否可作为胶质瘤分型与分级指标的替代物，从而实现有效、经济的诊断目的。

1.4 整合素β2（integrin subunit beta 2，IGTβ2）

IGTβ2（CD18/LFA-1）是白细胞整合素家族成员，参与淋巴细胞的循环、细胞黏附和细胞表面介导的信号转导，与肿瘤免疫、迁徙和转移等过程相关。研究发现IGTβ2在三阴性乳腺癌和鼻咽癌中呈现高表达，引起免疫逃逸，导致疾病的发展和迁移并与低生存率相关，考虑其作为新的治疗靶点[15-16]。目前IGTβ2在脑肿瘤中研究较少，尚未阐述与临床治疗及预后的联系，Liu 等[17]利用胶质瘤基因图谱等数据库，进行IHC、免疫浸润分析等研究其在GBM 和低级别胶质瘤（low-grade glioma，LGG）中的表达及预后意义，最终发现在GBM 中表达上调，引起免疫抑制，导致预后不佳，而在LGG 中表达降低，对免疫细胞参与肿瘤免疫微环境重塑过程有积极的作用，预后良好，体现了其在LGG 中的预后价值，与Xu 等[18]结论一致。因此IGTβ2可作为胶质瘤分子亚型的独立潜在标志物和免疫检查点，并为LGG 的生存预测和免疫治疗等方面提供了新见解和新思路，但目前大样本量研究较少，需要加入更多的数据验证，推动胶质瘤免疫治疗进程。

1.5 细胞分裂周期6（cell division cycle 6，CDC6）

CDC6 属于ATP 酶的AAA 家族，位于染色体17q21.3，是真核细胞DNA 复制和细胞检查点的重要调节因子，在肿瘤组织中表达上调，已被证明在前列腺癌、肺癌和乳腺癌（尤其是雌激素受体阴性）等多种肿瘤中具有致癌活性并与预后不良显著相关，被看作是潜在的分子标志物和治疗靶点[19]，但在胶质瘤中的作用机制尚不明确。Wang 等[20]利用胶质瘤基因图谱进行蛋白印迹、细胞转染等实验，再经统计学分析CDC6 在胶质瘤患者中的临床病理特征及预后意义，认为CDC6 高表达可能通过参与NF-κB、MAPK 和p53 信号通路促进胶质瘤细胞的增殖、侵袭和迁移，并与负责维持肿瘤免疫抑制微环境的T 细胞、B 细胞、树突状细胞等浸润相关，促进肿瘤发生及发展，导致生存率降低，这一结果与赵浩[21]经小鼠敲低CDC6实验，抑制Akt 信号通路的MMP-2、MMP-9 表达，进而影响GBM 侵袭性的结论相吻合，因此可考虑CDC6作为胶质瘤有意义的预后标志物和免疫治疗靶点，但目前研究文献较少，且多为回顾性数据的生物学信息分析和体外实验，未来可采用前瞻性的大样本量临床数据验证，避免偏倚分析。

1.6 长非编码RNA（long non coding RNA，lncRNA）

lncRNA 是一类超过200 个核苷酸的非编码RNA，与DNA 结合蛋白或转录因子结合，可启动不同信号转导通路并调节下游基因转录，使机体和细胞对外界信号产生快速反馈[22]。目前已知lncRNA 在神经胶质瘤患者外周组织中表达异常，但具体的影响机制和预后预测研究较少。在一项关于1 415 例胶质瘤患者的meta 分析中发现，lncRNA 表达与总生存期显著相关，并受到肿瘤直径、分级和KPS 的影响[23]；同时Shen 等[24]发现血清中lncRNA 的表达水平与GBM 的存活、复发和转移密切相关，对预后有较强的预测作用；此外，lncRNA 参与PI3K/Akt、Wnt-β 连环蛋白、Notch 等信号通路，调节肿瘤细胞的生长、代谢，抑制细胞凋亡，促进胶质瘤的侵袭、迁移，并与更高的分级和更差的预后相关[25]，抑制以上通路能有效阻止胶质瘤疾病的进展。目前大量的生物信息分析表明lncRNA 作为胶质瘤的分子标志物有巨大前景，应用于临床使靶向治疗变成可能，但需深入了解核酸疗法的脱靶和潜在毒性，通过改善lncRNA 的样品提取标准，提高敏感性和特异性，并将基础实验研究进一步转变为临床实践。

1.7 丝裂原活化蛋白激酶/细胞外调节蛋白激酶通路

丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）/细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）通路是参与细胞增殖、分化、凋亡等功能的重要信号通路之一，过度活化后在卵巢癌、前列腺癌、肺癌等多种肿瘤中发挥作用，该通路抑制剂可作为新型治疗靶点[26]。研究表明多种分子改变可激活MAPK/ERK 途径导致胶质瘤，最常见的是NF1 突变，其次是BRAF 融合、突变，而FGFR1的激酶结构域重复及NTRK 基因的融合、PTPN1 突变、ALK 融合、KIT 点突变等较罕见[27]，新版分类将具有FGFRs 和/或BRAF 突变的弥漫性胶质瘤称为MAPK 通路改变的LGG，多见于毛细胞星形细胞瘤，因KIAA1549 与BRAF 之间的融合是实现细胞增殖和存活的核心因素，被认为是毛细胞星形细胞瘤的主要标志物，由于该病较少见，其伴间变性的分级和命名仍未明确，在全切除术可行的情况下多数结局良好，当分子改变为FGFR1 pK656E 点突变时预后较差[28]。研究发现镁转运蛋白1（magnesium transporter 1，MAGT1）通过激活ERK/MAPK 通路引起PD-L1 表达上调，增强胶质瘤细胞增殖和放射抗性，并利用生物信息分析和蛋白印迹、PCR 检测等体外实验，证实MAGT1 在胶质瘤中过表达并与不良预后相关，因此MAGT1/ERK/MAPK 轴为阻断胶质瘤PD-1/PD-L1 通路提供新的治疗方向，具有一定的临床实用价值[29]。未来可基于此通路继续挖掘与胶质瘤疾病监测、诊疗和预后等相关的分子机制，以期更好推进精准医疗的实践进程。

2 小结与展望

综上所述，胶质瘤诊断已进入分子病理时代，但在实际应用中可能因缺乏相应分子检测技术无法明确分级，对于根据标准原则难以分类的肿瘤，应该尝试其他IHC 指标如p65、ALK、ROS1、MET、NTRK 等联合检测，同时结合年龄和发病部位，尽量达到对肿瘤的明确分型和分级。除上述相关分子外，circRNA、外泌体、micro-RNA 等通过调节免疫细胞的活化、炎症反应等过程，改变胶质瘤的免疫微环境，为其提供了全新的诊断预测、预后评估和免疫治疗思路；而液体活检等非侵入性技术的兴起，也为包括胶质瘤在内的多种恶性肿瘤的诊疗提供了新方向且已取得实效，如脑脊液ctDNA 检测作为胶质瘤预后标志物，与不良结局相关，可改善患者的护理方式[30]。因此为了满足精准医疗的需求，未来还需要探索更多分子标志物来辅助疾病检测和预后评估，同时也应重视疾病与微观环境的相互联系，有助于发现新的潜在治疗靶点，并考虑将药物研发与改善预后的目标相结合，这将是当前的挑战和研究的热点。