儿童恶性横纹肌样瘤分子遗传学和诊治进展

唐 雪 郭 霞综述 高 举审校

四川大学华西第二医院儿童血液肿瘤科 四川大学出生缺陷与相关妇儿疾病教育部重点实验室（四川成都 610041）

恶性横纹肌样瘤（malignant rhabdoid tumors，MRTs）是一组主要好发于婴幼儿的罕见恶性实体肿瘤，其中位发病年龄仅为11 月龄[1]。由于肾脏是最常见的发生部位，儿童MRTs 曾被认为是Wilms’瘤的一种特殊亚型，目前已定义其为一种独立的实体肿瘤[2]。尽管儿童MRTs 的组织起源仍不明确，但普遍存在特征性的SMARCB 1抑癌基因失活性变异以及INI 1 蛋白表达缺失[3]。儿童MRTs 可原发于身体任何部位，依据原发部位的解剖位置可将其分为中枢神经系统非典型畸胎样/横纹肌样瘤（atypical teratoid/rhabdoid tumor，AT/RT）、肾恶性横纹肌样瘤（malignant rhabdoid tumor of the kidney，MRTK）及肾外非中枢神经系统横纹肌样瘤（extrarenal extracranial rhabdoid tumor，EERT），部分病例（胚系变异）存在多部位MRTs。儿童MRTs 临床上呈现高侵袭性，目前仍无统一的标准治疗方案，总体预后差，5 年总体生存率仅20%～40%[4-5]。近年来国际上有关儿童MRTs分子发病机制的研究取得很大进展，针对其分子遗传学异常的靶向治疗有望改善预后。本文综述近年儿童MRTs的分子遗传学改变、临床特征、诊断及治疗的相关研究进展。

1 儿童MRTs的分子遗传学改变

相较于其他高侵袭性恶性肿瘤，低频基因变异为儿童MRTs 分子遗传学的突出特点。绝大部分儿童MRTs均存在SMARCB1（SWI/SNF related，matrixassociated，actin-dependent regulator of chromatin，subfamily b，member 1）基因变异，并成为其标志性分子遗传学改变。SMARCB 1是一种抑癌基因，又被称为hSNF5，INI1及BAF47，位于22q11.2，包含9个外显子，其编码的INI 1 蛋白是SWI/SNF 染色质重塑复合体的核心亚基。SWI/SNF复合物是人类胚胎干细胞多能性的一个重要调节因子，SMARCB 1基因失活严重影响SWI/SNF功能，阻碍细胞分化而维系人类胚胎性干细胞的干性及高增殖活性，导致细胞增殖分化失控，为MRTs关键发病机制[6]。此外，SMARCB1基因失活，一方面促使细胞周期蛋白D 1/CDK 4 的表达上调，激活SSH（sonic hedgehog）及WNT/β-Catenin信号通路，导致MRTs的发生[7]；另一方面，INI1蛋白阻遏癌蛋白转录因子MYC 与DNA，SMARCB 1基因失活后INI1蛋白表达缺失，促进MYC-DNA结合，促发下游靶基因转录，并使转录起始位点远端位点染色质处于关闭状态，导致发育和分化相关基因转录受抑，最终出现细胞恶性转化并维持恶性横纹肌样状态[8]。近期研究发现，包含溴结构域蛋白9（BRD9）的SWI/SNF亚复合物在SMARCB1基因变异MRTs肿瘤发生中起重要作用[9]。儿童MRTs 的SMARCB 1基因失活方式主要有全基因缺失、基因内大/小缺失或插入/重复、无义变异、剪切点变异，而错义变异少见[10]。此外，极少数缺乏SMARCB 1基因变异的AT/RT 存在SMARCA4基因变异，该基因位于19号染色体的短臂，编码的BRG 1 蛋白是SWI/SNF 染色质重塑复合体催化异二聚体中的一个亚单位。与存在SMARCB1基因变异的AT/RT患者相比，预后更差，中位生存时间仅3个月（0～6个月）[11]。

尽管SMARCB 1失活是驱动儿童MRTs 形成的主要分子学改变，近年来随着基因组学、转录组学和表观基因组学等的应用，发现不同的MRTs之间仍存在分子异质性导致其预后存在着一定差异。分析AT/RT 和MRTK 的微小核糖核酸（miRNA）和基因表达谱表明，两类肿瘤的基因表达谱存在显著差异[12]。根据DNA甲基化和基因表达谱分析可将AT/RT分为三个分子亚组：①ATRT-TYR，以过表达黑素细胞特异性标志物基因，如MITF、TYR和DCT等为主要特征，患儿常伴有22 号染色体单体，约占77%；②ATRTSHH，高表达SHH信号通路基因（如MYCN和GLI2）和NOTCH 信号通路基因（如ASCL 1、HES 5/6和DLL1/3），约48%的患者不伴有22号染色体畸变，约23%的患者存在22 号染色体节段性扩增；③ATRTMYC，显著过表达MYC基因，22号染色体的节段性缺失最为多见，约占79%[13]。ATRT-MYC与中枢神经系统外MRTs的分子遗传学特征相似，以广泛的低DNA甲基化及HOX基因和间充质发育相关基因高表达为特征，存在细胞毒性T细胞浸润和PD1及PD-L1的表达[14]。而以中枢神经系统外MRTs 的miRNA 序列资料与来自其他肿瘤和正常细胞的miRNA序列资料进行聚类分析，可将中枢神经系统外MRTs 分为两组，神经来源：发生部位均在肾外，mRNA 表达谱与AT/RT相似；神经嵴来源：mRNA表达谱与MRTK相似[1]。

2 儿童MRTs临床特征

儿童MRTs原发于中枢神经系统者（即AT/RT）约占10%～15%，中枢神经系统外儿童MRTs中，最常见好发部位为肾脏，约占18%，其次分别为软组织（14%）和肝脏（9%）[15]。AT/RT为婴儿期最常见的恶性中枢神经系统肿瘤，其发病率随着年龄的增长而降低[16]。欧洲横纹肌样瘤登记中心资料显示，起始于小脑和第4 脑室者占49%，发生于大脑半球者占34%，其次为中脑和松果体区域及脊髓，分别占4%和1.7%[17]。此外，约20%～30%的儿童AT/RT初诊时即出现脑脊液播散。MRTK占儿童肾脏肿瘤的1.3%，绝大多数生后1岁内发病，男性患儿发病率略高于女性患儿。相较于MRTK及AT/RT，EERT患儿发病年龄更大，可见于成人，初诊时常处于早期阶段。此外，发生SMARCB1胚系变异的儿童MRTs临床上可呈现多部位同时出现肿瘤病灶[17]。

儿童MRTs 临床表现与肿瘤病灶部位密切相关。AT/RT 临床表现相较于其他中枢神经系统肿瘤无特异性，常以头痛、呕吐、烦躁等高颅内压症状为首发表现。病灶累及小脑可出现共济失调，头部倾斜及眼球震颤，而颅神经麻痹症状的出现与小脑脑桥角受累相关。AT/RT的影像学改变易与髓母细胞瘤及幕上原始神经外胚层肿瘤混淆。头颅CT 检查常提示肿瘤病灶呈高密度改变，其中40%可出现钙化灶；肿瘤灶在MRI图像上表现为等信号改变，增强后肿瘤灶强化不均，肿瘤边缘囊性改变为其特征性影像学改变。AT/RT 脑脊液细胞学的显著特点为仅部分患者可发现横纹肌样细胞，其他为非特异性的小细胞[18]。MRTK最主要的临床表现为肉眼血尿，可伴有腹胀、腹痛及甲状旁腺激素分泌过多所致的高钙血症[15]。MRTK 早期即可发生远处转移，肺、肝、脑及淋巴结为常见转移部位。MRTK 影像学表现缺乏特异性，常表现为较大不均质性肿块，肿瘤灶可出现坏死和出血，伴包膜下积液和积血。而EERT 可发生于肝脏、软组织、周围神经、胸腺、唾液腺、胃肠道及泌尿生殖道等器官[15]，其临床表现和影像学特点因受累器官不同而有所不同。

3 儿童MRTs诊断

儿童MRTs的确诊是以组织病理和免疫组织化学染色检查为基础，同时应尽可能完善相关分子遗传学检查。儿童MRTs 肿瘤细胞类似横纹肌母细胞，肿瘤细胞体积大，卵圆形至多角形，胞浆丰富，可见嗜酸性包涵体，核偏心位，核仁明显，但无横纹肌母细胞分化特征。儿童MRTs 可具有不同程度上皮、原始神经外胚层和间叶组织分化特征，具有高度组织病理学多样性[19]。由于肿瘤病灶本身或病理活检取材原因，儿童MRTs可能缺乏典型横纹肌样细胞而难以与原始神经外胚层肿瘤及髓母细胞瘤相鉴别，因而单纯依赖病理组织细胞形态学诊断儿童MRTs可能造成漏诊和误诊。由于儿童MRTs 组织细胞成分复杂多样，因而肿瘤细胞呈现多种免疫组织化学表型，常表达平滑肌肌动蛋白、上皮细胞膜抗原、波形蛋白及突触素、不同程度表达细胞角蛋白、神经特异性烯醇、CD56及S-100，但缺乏骨骼肌发育相关蛋白的表达，如结蛋白及肌浆蛋白，通常MIB-1 指数偏高。值得注意的是，细胞核INI1表达缺失为诊断儿童MRTs的敏感指标，但 INI1缺失也常见于儿童未分化肉瘤、滑膜肉瘤等[20]，因而INI 1 缺失并非诊断儿童MRTs 的特异性指标。由此，儿童MRTs的诊断必须结合其临床特征、组织病理学、免疫组织化学表型及分子遗传学改变。此外，少数AT/RT肿瘤细胞可表达INI1，其发病机制与SMARCA4失活密切相关，因而明确BRG1蛋白的表达情况或是否存在SMARCA 4突变对于INI 1 表达阳性的AT/RT 诊断十分重要[21]。另外，儿童MRTs相关分子遗传学改变的检测不仅有助于诊断，而且也可指导靶向药物的选择。

由于儿童MRTs 的肿瘤原发部位并不固定，因而其临床分期标准并不统一。目前MRTK的临床分期标准多采用美国肾母细胞瘤研究协作组（National Wilms Tumor Study Group,NWTSG）制定的肾母细胞瘤分期标准；AT/RT可采用髓母细胞瘤的TM分期标准进行临床分期[22]。MRTK早期易转移至肺、骨、脑及肝，因而需完善胸部CT、骨扫描、头颅MRI甚至PET-CT充分评估肿瘤病灶；而AT/RT可出现脑脊液播散，需行全神经轴增强MRI及脑脊液细胞学检查。

4 儿童MRTs治疗

在过去二三十年里，来自NWTSG 的监测、流行病学和最终结果数据库及欧洲横纹肌样瘤注册中心的多项临床研究显示儿童MRTs的长期预后均未得到改善，其长期生存率为20%～40%，其中发病年龄及肿瘤分期为儿童MRTs 的独立预后影响因素，Ⅰ、Ⅱ期大年龄组患儿预后更好[3]。由于儿童MRTs发病率及长期生存率均低，故缺乏大样本随机对照前瞻性临床试验，因而儿童MRTs缺乏标准化的统一治疗方案。目前儿童MRTs治疗方案的选择主要根据肿瘤的发生部位，治疗方式包括手术、放疗、化疗及自体造血干细胞移植。

放疗是改善AT/RT 患者预后的最重要手段[23]。延迟放疗、适形放疗、全脑脊髓放疗均可延长AT/RT的生存期，但同时也可能出现脑白质病及放射性坏死的风险。为了将放疗的不良反应降至最低，近年出现采用质子束放射治疗AT/RT的临床研究，但远期效应需进一步随访[24]。然而，研究发现，高表达ASCL1的AT/RT 即使不接受放疗也具有良好的预后[11]。手术完全切除肿瘤病灶可提高AT/RT患者长期生存率[25]，而过度强烈化疗不能改善AT/RT预后，反而增加治疗相关死亡率[22]。AT/RT化疗方案的选择并不统一，通常包含蒽环类药物和烷化剂，大剂量甲氨蝶呤、依托泊苷及长春新碱亦可被联合用于AT/RT 的化疗方案中，而鞘内注射治疗是否能替代放疗或用于预防复发仍不明确[16]。此外，研究表明高强度化疗联合自体造血干细胞移植有益于改善AT/RT 的预后[26]。近期一项来自美国儿童肿瘤协作组的临床研究表明，即使手术、放疗、化疗序贯自体造血干细胞移植也仅能提升AT/RT患者生存率至43%[27]。

中枢神经系统以外的儿童MRTs是否需放疗存在争议，在对229 例MRTs 进行回顾性分析中发现接受放疗者预后更好[28]，但亦有研究表明放疗不能提高远期生存率。中枢神经系统以外儿童MRTs的化疗方案多采用儿童肿瘤研究组制定的高危组肾脏肿瘤化疗方案或欧洲儿童软组织肉瘤研究组的相关化疗方案。研究发现，MRTK 患者术前采用AVD（放线菌素D、长春新碱、阿霉素）方案较AV 方案（放线菌素D、长春新碱）能更有效地缩小肿瘤病灶，显示MRTK肿瘤细胞对蒽环类药物敏感[29]。采用基于免疫球蛋白的免疫疗法联合自体树突状细胞输注可挽救部分复发或进展的AT/RT患儿，且未发现任何不良反应，但仍需进一步观察随访[30]。

近年来分子生物学检测技术的发展显著深化了对儿童MRTs 分子遗传学的认识，因而靶向治疗成为儿童MRTs 研究的新方向。目前儿童MRTs 靶向治疗研究的相关靶点主要集中在表观遗传调控、各信号通路转导及细胞周期进程的过程中。其中组蛋白甲基化抑制剂及Aurora-A 抑制剂治疗儿童MRTs 已进入临床试验阶段。在体外实验和小鼠模型中均证实低剂量组蛋白脱乙酰基酶抑制剂可使MRTs 的肿瘤细胞生长停滞并诱导其分化，但仍需更多的药物临床试验验证其有效性及安全性[31]。在MRTs 小鼠模型中发现单独使用端粒酶抑制剂（伊美司他）即可有效抑制肿瘤细胞的生长，但仍需探索与其他药物的联合作用[32]。多重激酶抑制剂（索拉非尼、舒尼替尼和拉帕替尼）、分裂原活化抑制剂（司美替尼）及细胞周期蛋白D 1/CDK 4 抑制剂（瑞博西尼）为临床前期试验阶段的其他相关靶向药物。此外，近期采用全基因RNA 干扰和CRISPR-Cas 9 基因编辑技术分析MRT 细胞株，筛选出鼠双微体2（MDM 2）和鼠双微体4（MDM 4）基因为儿童MRTs 的新型治疗靶点[33]。亦有研究发现SMARCB 1变异相关恶性肿瘤通过MYC-p 19-p 53 轴显著激活未折叠蛋白反应和内质网应激反应，且对诱导蛋白毒性应激和抑制自噬的药物高度敏感，为MRTs 的治疗提供新方向[34]。

综上，儿童MRTs 是一组高度恶性、高度侵袭性的胚胎性肿瘤，好发于婴幼儿，总体预后不良。抑癌基因SMARCB 1缺失为MRTs 驱动性遗传缺陷，其他基因变异率低。横纹肌样病理改变为MRTs 共同形态学特征，但呈现高度形态学多样性和多分化特性。SMARCB1失活性变异和INI1蛋白表达缺失为MRTs重要诊断和鉴别诊断依据。尽管尝试采用手术、化疗、自体造血干细胞移植及放疗联合治疗策略以期提高儿童MRTs的长期预后，但其总生存率仍无明显改善。随着分子生物学的发展，针对儿童MRTs分子遗传学改变的靶向治疗成为研究热点，部分临床试验显示靶向治疗有望改善儿童MRTs的预后，但仍需要各临床中心合作进行大样本的前瞻性随机试验验证其安全性及有效性。