NF1型恶性外周神经鞘瘤的研究进展

王晨羲，刘国龙，吕 琳

(广州市第一人民医院肿瘤科，广州 510180)

恶性外周神经鞘瘤(malignant peripheral nerve sheath tumors,MPNSTs)可发生于任何有神经纤维分布的组织和器官，四肢近端和躯干为其好发部位。近年来，研究人员为提高1型神经纤维瘤病(neurofibromatosis type 1,NF1)MPNSTs患者的生存率进行了大量临床前和临床研究，对部分早期确诊患者进行积极干预，但患者的预后仍未得到明显改善。当前，联合靶向及化学药物疗法虽然取得了一些进展，但总体预后较传统疗法并无明显差异。因此，亟需寻找新的药物治疗靶点及有效治疗方案。目前，人们已经认识到恶性肿瘤在本质上为基因病，各种致癌因素以协同或序贯方式引起DNA损害，从而激活原癌基因和(或)灭活抑癌基因，各种突变基因的累积，最终导致细胞癌变[1]。这提示，研究者可从基因及其上下游分子信号转导途径的角度认识NF1型MPNSTs，进而从根源上对其进行有效治疗。近年来，围绕潜在分子驱动因素和治疗靶点的数据呈爆炸式增长，这些数据涵盖了不同细胞控制水平的多个节点，包括主要的信号转导途径、血管生成、细胞凋亡、有丝分裂和表观遗传学等。现就NF1型MPNSTs独特的研究进展予以综述。

1 流行病学

NF1是一种起源于神经嵴细胞，由于分化异常而导致多系统损害的常染色体显性遗传病，发病率约为1/3 000，具有家族遗传史的患者约占50%[2]。

丛状神经纤维瘤(plexiform neurofibromas,PNFs)是NF1的主要病变特征之一，约占NF1患者的50%[3]。PNFs是出现在外周神经中并涉及多个神经束的良性肿瘤。它通常沿着一个神经束及其分支生长，在臂丛或腰骶丛中形成一个巨大的肿块。由于肿瘤涉及多个神经束(实际上是整个神经丛)，故使得完全性手术切除且不发生相关神经损害变得不可能。即使在PNFs位置和大小均适合行有意义减瘤术的情况下，如果没有横断神经，也不可能做到完全性的肿瘤切除。因此，常建议PNFs患者对临床表现(迅速增大的肿物、疼痛、感觉异常等神经症状)进行管理。PNFs会随着时间的推移进一步生长并可能转化为MPNSTs。而体内肿瘤高负荷是MPNSTs发生发展的重要危险因素[4]。在已确诊的PNFs患者中，表明结节病灶可能即将发生恶变的影像学特征包括磁共振成像表观扩散系数值<1、结节直径≥3 cm、异质性信号、结节边界不清晰、水肿或正电子发射计算机断层扫描显示高摄取氟脱氧葡萄糖的病灶[5-7]。当进行活组织检查时，具有上述影像学特征的PNFs通常被归类为非典型神经纤维瘤，它是一种癌前病变，表现出一些低级别MPNSTs的特征，如较高的有丝分裂活性或新血管生成及异常分子的累积[8]。

MPNSTs是起源于施旺细胞或神经嵴细胞的软组织肉瘤，占所有软组织肉瘤的5%～10%[9]。按其组织发生主要分为3类：约50%继发于NF1；约40%呈散发性；约10%发生于其他肿瘤放疗后。MPNSTs在一般人群中的发生率为0.001%。其中，NF1综合征患者恶变为MPNSTs的终身风险为8%～13%[10]。NF1通常位于四肢、躯干、腹膜后、头部和颈部[11]。MPNSTs的转移部位最常见于肺，软组织、骨、肝、脑、区域淋巴结、皮肤和腹膜后也是常见部位[12]。MPNSTs患者预后较差，5年生存率为35%～60%[11,13]。其预后危险因素包括巨大肿物(直径> 5 cm)、肿物位于躯干部位、手术切缘阳性、组织病理高度恶性、S100β阴性、p53阳性、NF1起源等。这些预后危险因素可能成为NF1患者疾病进展和预后的早期有效监测指标。但一项荟萃分析显示，NF1不是MPNSTs的预后危险因素，NF1型和散发型MPNSTs预后差异无统计学意义，这可能与NF1型MPNSTs患者的疾病监测和治疗水平提高有关[14]。

虽然MPNSTs可以出现在任何年龄，男女无性别差异，但较拥有复杂基因的肉瘤出现更早。其中，散发性MPNSTs的中位年龄为30～60岁，NF1型MPNSTs的中位年龄为20～40岁[15]。

2 发病机制

NF1基因定位于染色体17q11.2，全长350 kb，包含60个外显子，其能转录形成11～13 kb的信使RNA，编码2 818个氨基酸的蛋白质，即神经纤维素。神经纤维素在神经系统中普遍表达，发挥肿瘤抑制作用。其包括一段由外显子21～27编码的360个氨基酸及鸟苷三磷酸(guanosine triphosphate,GTP)激活蛋白相关的功能区。神经纤维素通过催化活性Ras-GTP转化为非活性Ras-鸟苷二磷酸结合构象，从而抑制Ras原癌基因的活性[16]。在受影响的个体中，神经纤维素失活作为公认的原发性肿瘤发起事件导致Ras激活，随后激活Raf-促分裂原活化的蛋白激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase，MEK)-胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)的级联反应。Ras的过度活化导致多种良性肿瘤的发生，尤其是神经纤维瘤和罕见恶性肿瘤的发生发展[17]。因此，NF1失活导致Ras过度活化并激活多种下游分子信号转导途径，包括Ras/Raf/MEK/ERK和(或)磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,PKB/Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mechanistic target of rapamycin,mTOR)途径。

此外，神经纤维素的双等位基因失活(来自种系的第一次“打击”及获得性体细胞的第二次“打击”)导致Ras活化，这会促使NF1综合征中神经纤维瘤的发生发展，但这不足以导致肿瘤恶变。

p53基因位于染色体17p13.1，是人类最常见的肿瘤抑制基因，其编码P53蛋白，参与细胞周期控制、细胞凋亡和DNA损伤应答。p53缺失/突变是MPNSTs中最常见的异常之一，发生在约75%的MPNSTs中[18]。其通过上调各种增殖相关刺激因子[表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)、神经调节蛋白1共受体erbB2、c-Kit、血小板衍生生长因子α等][19]，促进细胞有丝分裂使NF1向MPNSTs转变。细胞周期依赖性激酶抑制基因2A(cyclin-dependent kinase inhibitor 2A,CDKN2A)位于染色体9p21.3，是一种多肿瘤抑制基因，编码两种不同的抑癌蛋白：一个为p16INK4a(一种细胞周期的负调节因子)，另一个为p14ARF[一种通过与鼠双微基因2(murine double minute 2,MDM2)结合，从而促进p53稳定的蛋白质]。CDKN2A基因改变发生在约50%的MPNSTs中，其通过影响p16INK4-细胞周期蛋白D1-细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependent kinase,CDK)4/CDK6-视网膜母细胞瘤蛋白(retinoblastoma,Rb)途径和p14ARF-MDM2-p53途径，使肿瘤抑制基因Rb、p53失活，从而引发NF1向MPNSTs转变[20]。Keng等[21]建立施旺细胞与施旺细胞前体细胞中人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因(phosphatase and tensin homology deleted on chromosome ten,PTEN)和NF1基因的转基因小鼠模型证实，PTEN和NF1同时缺失导致下游Ras/Raf/MEK/ERK和PI3K/PKB/mTOR分子途径激活，从而使NF1向MPNSTs转化。多梳蛋白抑制复合体2(polycomb repressive complex 2,PRC2)的两个成分胚外胚层发育蛋白和zeste基因抑制子同源物12发生突变，导致PRC2失活，这进一步导致组蛋白3赖氨酸27三甲基化(tri-methylation at lysine 27 of histone H3，H3K27me3)丧失，从而引起细胞的恶性转变。Schaefer等[22]对100例MPNSTs(70例散发性、10例NF1型、10例放射性相关、10例上皮样)进行了免疫组织化学分析，结果显示,H3K27me3的缺失对MPNSTs具有高度特异性，且可能成为其诊断标记。以上研究结果表明，PRC2在MPNSTs中的失活可能在PNFs向MPNSTs的转变过程中发生作用。也有研究认为，PRC2失活通过放大Ras驱动的转录而导致PNFs向MPNSTs进展[23-24]。Lee等[16]使用全基因组检测方法发现，92%的散发性、70%的NF1型和90%放疗相关型MPNSTs均存在PRC2核心组分胚外胚层发育蛋白或zeste基因抑制子同源物12的功能丧失，具有PRC2缺失的MPNSTs显示H3K27me3完全失活，且多个PRC2调控的分子途径出现异常转录激活。而在PRC2缺失的MPNSTs细胞系中引入PRC2，可恢复H3K27me3生成并抑制肿瘤细胞生长。此外，学者发现CDKN2A(占所有MPNSTs的81%)和NF1(非NF1相关型MPNSTs的72%)可频繁出现体细胞突变，且与PRC2改变通常共同发生[16]。可见，PRC2、NF1和CDKN2A的高突变率和特异性失活在MPNSTs发病机制中具有重要和潜在的协同作用。Wu等[25]利用人类MPNSTs细胞系构建靶向沉默信号转导及转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)的短发夹RNA(short hairpin signal transducer and activator of transcription 3，shSTAT3)进行临床前实验，结果证明EGFR能通过激活蛋白酪氨酸激酶2(Janus kinase 2,JAK2)/STAT3途径促进MPNSTs形成。因此，利用FLLL32(一种特异性JAK2/STAT3抑制剂)抑制JAK2/STAT3分子转导途径能抑制MPNSTs生长，且shSTAT3能抑制MPNSTs的形成。上述研究表明，EGFR-JAK2/STAT3途径可能有助于NF1向MPNSTs的转变。

3 诊 断

3.1NF1的诊断标准 美国国立卫生研究院于1987年提出NF1的统一诊断标准[26]：①6个或6个以上皮肤牛奶咖啡斑，其最大直径为青春期前≥5 mm，青春期后≥15 mm；②2个或2个以上任何类型的神经纤维瘤或1个PNFs；③腋窝或腹股沟区雀斑；④视神经胶质瘤或其他脑实质胶质瘤；⑤2个或2个以上虹膜黑色素错构瘤(Lisch结节)；⑥具有特征性骨损害，包括蝶骨发育异常，长骨骨皮质变薄或假性关节；⑦一级亲属(父母、子女和兄弟姐妹)患有NF1。凡具有上述2项及2项以上者即可诊断为NF1。

3.2NF1型MPNSTs的诊断标准 MPNSTs的诊断较为困难，由于患者肿物的生长位置、大小及良恶性肿瘤细胞往往同时出现在一个肿物内，所以对高度怀疑恶变的NF1或PNFs用来鉴别良恶性肿瘤并指导病理活检的影像学检查显得尤为重要。磁共振成像、18-氟-氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描可被用于鉴别良恶性肿瘤，引导活检，评估预后及复发转移。其中，胸部CT平扫常用于检查MPNSTs有无肺转移，而骨扫描有助于判断有无骨转移。

MPNSTs通常由梭形细胞组成，其表现为具有不同细胞结构的束状生长模式，包括由梭形肿瘤细胞构成的细胞密集区和稀疏区，细胞核弯曲或呈波浪状，排列成栅栏状或旋涡状。其中，10%～15%的MPNSTs存在异源分化，如恶性蝾螈瘤，呈现横纹肌细胞分化，为最常见的MPNSTs变异类型。上皮样型在所有MPNSTs类型中所占比例<5%。而腺体分化型MPNSTs非常罕见。免疫组织化学显示，40%～50%的MPNSTs患者肿瘤组织中S-100蛋白表达阳性，SOX[SRY(sex determining region Y) box]10阳性者占30%，胶质纤维酸性蛋白阳性者占30%[27]。但因为这些免疫组织化学标志物的敏感性和特异性不高，所以组织学诊断MPNSTs相当困难，尤其是散发型MPNSTs[28]。

因此，NF1型MPNSTs的诊断标准可归纳为：①既往已诊断为NF1；②迅速增大的肿块，伴疼痛，或引起局部神经症状，如痉挛、虚弱或感觉异常；③典型的影像学表现；④病理提示具有施旺细胞分化的超微结构特征和(或)典型的免疫组织化学特征[15]。

4 治 疗

4.1手术 与大多数软组织肉瘤相同，广泛切除术为局部MPNSTs的首选治疗方法。由于肿瘤累及神经，为达到手术切缘阴性，手术时常需将侵犯的神经一并切除，这会导致相应的神经功能障碍。且NF1型MPNSTs病变广泛，肿瘤侵犯多个神经丛，想要达到手术切缘完全阴性几乎不可能。

4.2放疗 与大多数高级别肢体肉瘤相同，多数学者认为，术后辅助放疗可降低MPNSTs的局部复发率，但对于术后放疗能否提高患者生存率仍有争议[29-31]。同时，放疗诱发肉瘤的风险也在增加，所以NF1型MPNSTs患者放疗前必须行相关风险-效益评估。Kahn等[32]回顾性分析了美国国立卫生研究院1990—2012年收治的33例MPNSTs患者，其中18例为NF1型，15例为散发型，肿瘤部位包括肢体(58%)、躯干(36%)和头/颈部(6%)。组织学分级显示，25例为高级别肿瘤，7例为低级别肿瘤。且33例患者中有20例接受放疗(总剂量58.5 Gy，每次1.8 Gy)，与未接受放疗的患者相比，接受放疗患者的中位生存期和5年生存率差异无统计学意义。

4.3化疗 化疗在治疗NF1型MPNSTs中的地位仍存在争议[33]。既往文献报道，使用多柔比星方案对NF1型MPNSTs患者的局部复发率、远处转移率和总体存活率无明显益处[34]。但在辅助治疗中，化疗仍被认为是可选的。虽然用异环磷酰胺辅助治疗可能会改善预后，但毒性更大。Zehou等[35]回顾性分析了法国NF1转诊中心1993—2003年收治的21例NF1型MPNSTs患者，其中肿瘤部位包括四肢(n=8)、腹部或骨盆(n=6)、躯干(n=4)和头/颈部(n=3)。结果显示，用化疗治疗NF1型MPNSTs总体生存率较差，中位生存时间为17个月，5年生存率为14%。可见，常规化疗并没有降低病死率，其疗效仍不明确。

4.4靶向治疗

4.4.1Ras活性抑制剂 利用Ras活性抑制剂来阻断下游相关信号的转导，进而阻止恶变进程可能是NF1型MPNSTs的一种治疗策略。Barkan等[36]证实，用Ras活性抑制剂法尼基硫代水杨酸处理NF1细胞能使Ras-GTP水平下降，从而导致肿瘤细胞转化的表型逆转并抑制肿瘤生长。但Widemann等[37]在一项Ⅱ期临床随机对照试验中，利用法尼基转移酶抑制剂替比法尼治疗62例NF1或PNFs患者发现，安慰剂组的中位疾病进展时间为10.6个月，替比法尼组为19.2个月(P=0.12；单侧)。这表明，虽然替比法尼耐受性良好，但与安慰剂相比，并未显著延长PNFs的疾病进展时间。

4.4.2联合靶向用药 联合靶向药物同时阻断多个信号转导途径，可能较单独用药疗效更好。Johansson等[38]在一项临床前试验中，利用8种MPNSTs细胞系测试3种药物[多柔比星、依维莫司(一种mTOR抑制剂)、厄洛替尼(一种EGFR抑制剂)]的单一和联合用药效应。结果表明，单一药物不能有效阻止MPNSTs的进展，而联合使用依维莫司与厄洛替尼通过减少Akt磷酸化并降低总Akt的表达水平，有效阻止肿瘤进展，同时也可延长小鼠的存活时间。Watson等[39]单独或联合使用MEK抑制剂PD-901和mTOR抑制剂依维莫司对NF1型MPNSTs基因工程小鼠模型进行研究，结果表明单独使用PD-901或依维莫司均会使肿瘤体积缩小，小鼠寿命延长，但长期单一使用会导致耐药并引起分子转导通路的重新激活；而联合用药可使上述两种转导通路的分子信号减弱，对减轻肿瘤负荷及延长小鼠生存期具有协同作用。这表明，联合使用靶向药物较单独用药可能对NF1型MPNSTs患者更为有效。

4.5新治疗方案

4.5.1白细胞介素13(interleukin-13，IL-13)受体靶向偶联脂质体疗法 高剂量的多柔比星及其代谢产物常引起心脏毒性，故需要开发更有效的递送系统以减轻心脏毒性。IL-13Rα2是在胶质母细胞瘤和其他侵入性癌症中表达的癌症相关受体，其在肿瘤细胞迁移、侵袭和抗凋亡活性中发挥重要作用[40]。一项研究证明，IL-13Rα2受体在癌细胞中的高表达可以保护它们免受细胞凋亡，而降低该受体的表达水平可以增强胶质母细胞瘤的凋亡[41]。Madhankumar等[42]利用IL-13Rα2受体作为治疗的靶标对多种MPNSTs细胞系进行相关研究表明，与未偶联IL-13的脂质体多柔比星相比，IL-13偶联脂质体多柔比星在抑制肿瘤进展方面更有效。这支持IL-13受体靶向纳米脂质体是治疗NF1型MPNSTs的潜在方法。

4.5.2溶瘤病毒疗法 溶瘤病毒疗法是近年来治疗癌症新的可能有效的方法。麻疹病毒(measles virus, MV)疫苗埃德蒙斯顿株主要利用肿瘤细胞高表达的膜蛋白CD46，通过补体调节途径，进入肿瘤细胞。其一旦进入肿瘤细胞，病毒就会大量繁殖并通过合胞体形成和凋亡诱导细胞死亡[42]。其中，编码人类碘化钠同向转运蛋白的麻疹病毒(measles virus encoding the human thyroidal lodide symporter,MV-NIS)是一种减毒的MV，用于表达NIS。NIS的表达可对病毒感染和扩散进行无创监测，并通过选择性吸收放射性标记的碘来增强抗肿瘤疗效[43]。MV-NIS已被美国食品药品管理局批准用于治疗多发性骨髓瘤患者，其中1例患者出现骨髓瘤的缓解[44]。Deyle等[45]研究发现，MPNSTs细胞系在其细胞表面高度表达麻疹病毒进入细胞所需的细胞受体CD46，并在体外行MV-NIS感染后，MPNSTs细胞系显示出明显的致细胞病变效应，而正常施旺细胞反应不明显。以上结果表明，将MV-NIS导入到MPNSTs中可引起肿瘤负荷明显减小并改善患者生存率，提示溶瘤麻疹病毒疗法可能为NF1型MPNSTs患者的治疗提供新方法。

4.5.3纳米化疗 Sweeney等[46]在体内和体外分别对NF1型MPNSTs进行临床前实验，联合应用MEK抑制剂PD-901和基于普鲁士蓝纳米颗粒(prussian blue nanoparticles，PBNPs)合成的光热疗法(photothermal therapy，PTT)，阻断MEK活性并消融MPNSTs，结果显示PD-901与基于PBNPs的PTT相结合治疗NF1型MPNST具有协同作用，使肿瘤细胞凋亡、坏死并减少增殖，从而延缓肿瘤生长并增加NF1型MPNSTs小鼠模型的存活时间。同时，该研究结果还表明这种新型局部-全身组合“纳米化疗”用于治疗NF1型MPNSTs患者可能有效。

5 小 结

NF1型MPNSTs是非常罕见的外周神经恶性肿瘤，预后较差，手术联合放化疗治疗效果不理想。目前，其发病机制仍不清楚，尚未建立有效的治疗标准。虽然临床前实验证明联合使用相关靶向药物可能对NF1型MPNSTs有效。但仍没有相关临床试验证明分子靶向疗法治疗MPNSTs是否完全有效。未来，应重点明确NF1型MPNSTs的发病机制，寻求鉴定NF1型MPNSTs的新型肿瘤标志物并进一步研究NF1向MPNSTs转化的基因组学、蛋白质组学，相关的分子信号转导通路及其他可能的途径，以发现诊断NF1型MPNSTs更准确、简单的方法，并找到新型的靶向药物及更为有效的治疗方案。