蔣文 祝宇
腎上腺皮質(zhì)癌(adrenocortical carcinoma, ACC)是來源于腎上腺皮質(zhì)的惡性腫瘤,多發(fā)病于10歲以下的兒童和40~50歲的成人,其發(fā)病罕見(0.5~2人/100萬人),發(fā)現(xiàn)時多已發(fā)生轉(zhuǎn)移且治療后易復發(fā),5年生存率<35%,故早期、精確診斷對ACC的治療和預后顯得尤為重要[1]。然而一些性質(zhì)難以界定的腎上腺皮質(zhì)瘤(adrenocortical adenoma, ACA)和ACC給目前常規(guī)的內(nèi)分泌、影像學和病理學診斷方法帶來了一定的挑戰(zhàn),隨著分子生物學和生物信息學的迅猛發(fā)展,新的“特征性基因”的發(fā)現(xiàn)為這部分的腎上腺皮質(zhì)腫瘤的診斷帶來了極大的幫助。本文將對ACC常規(guī)和新興診斷方法進行介紹。
傳統(tǒng)的ACC診斷主要是在結合臨床表現(xiàn)基礎上,運用內(nèi)分泌、影像學和病理學檢查手段來進行綜合判斷的。
1.內(nèi)分泌檢查:ACC能夠分泌包括糖皮質(zhì)激素(最常見)、鹽皮質(zhì)激素、性激素及其前體等在內(nèi)的多種激素成分,ACC的臨床表現(xiàn)除了與瘤體的大小有關,還與其分泌的激素種類和水平密切相關。體積較大的腫瘤除了引起局部壓迫癥狀外,還能因腫瘤過量分泌激素引起相應的特殊表現(xiàn),如皮質(zhì)醇的過量分泌會引起Cushing綜合征,醛固酮的過量分泌會引起高血壓和低鉀血癥,性激素的過量分泌會引起男性的女性化和女性的男性化,根據(jù)這些特殊的臨床表現(xiàn)可以推定相應激素分泌類型和水平,進而為ACC提供診斷線索。歐洲腎上腺腫瘤研究網(wǎng)(European Network for the Study of Adrenal Tumors, ENS@T)建議的ACC內(nèi)分泌檢查主要由以下4個方面構成:①糖皮質(zhì)激素:地塞米松抑制試驗、24 h尿液游離皮質(zhì)醇、血清基礎皮質(zhì)醇和血清基礎ACTH濃度檢測;②鹽皮質(zhì)激素:血鉀濃度和醛固酮/腎素比值(僅用于高血壓或低鉀血癥患者)檢測;③性激素:血清硫酸脫氫表雄酮、17-羥基黃體酮、雄烯二酮、睪酮和17β雌二醇(男性和絕經(jīng)女性)濃度檢測;④排除嗜鉻細胞瘤相關激素檢測[2]。ACC因分化程度不高造成激素合成功能障礙,相關激素前體不能正常合成相應激素,會導致過量的激素前體堆積釋放,通過激素前體的檢測不失為一種有用的診斷方法,Arlt等[3]通過分析不同患者的尿液皮質(zhì)醇代謝譜發(fā)現(xiàn),以9種激素及前體所構成的代謝譜作為鑒別ACC和ACA的方法,可將ACC的診斷敏感度和特異度同時提高到90%。因此除了常規(guī)的激素檢查外,通過檢測ACC的激素代謝過程的中間產(chǎn)物,可以極大提高激素檢查方法的診斷敏感度和精確度。
2.影像學檢查:CT和MRI是ACC術前診斷和術后隨訪最常用的影像學檢查手段。在CT下相較于ACA,ACC體積更大(直徑>5 cm),密度更高,邊界呈不規(guī)則狀;當腫瘤因生長快、營養(yǎng)供應不足造成壞死、出血時,會表現(xiàn)為不均勻密度和不規(guī)則增強;當腫瘤的壞死區(qū)域發(fā)生再生修復時,會表現(xiàn)為鈣化和囊性變;當淋巴結向深靜脈和下腔靜脈區(qū)域轉(zhuǎn)移時,可能在相關轉(zhuǎn)移區(qū)域見到腫大淋巴結[4]。在MRI下以肝臟為參照,ACC在T1WI呈低信號,出血部位呈高信號,在T2WI呈高信號,出血部位呈低信號[5]。但對于直徑3~4 cm的包塊,利用CT和MRI對其良惡性質(zhì)界定有時比較困難。PET是另一重要的影像學檢查手段,其對轉(zhuǎn)移灶的發(fā)現(xiàn)比CT和MRI有著更高的敏感性,常用的核素包括18F、12C和123I等。由于腫瘤的代謝水平相較正常組織高,且氟代脫氧葡萄糖(FDG)作為葡萄糖類似物能夠被高代謝的腫瘤組織所吸收,一項對1 217人的meta分析顯示,18F-FDG PET作為鑒別ACA和ACC的檢查手段,其敏感度和特異度分別為97%、91%[6];另一項含有10例ACC的研究中,18F-FDG PET/CT發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移灶的敏感度和特異度分別為100%、95%,而CT診斷的敏感度和特異度分別為89%、100%[7]。但部分ACA和ACC在18F-FDG PET下可表現(xiàn)為中等代謝率,對這部分中等代謝率的腎上腺皮質(zhì)腫瘤,18F-FDG PET界定其良惡性同樣顯得比較困難[8]。腎上腺皮質(zhì)能夠特異性的高表達CYP11B酶,而美托咪酯(MTO)對CYP11B酶有高度親和性,故12C-MTO PET能夠鑒別包塊和轉(zhuǎn)移灶是否為腎上腺皮質(zhì)來源,但其對ACC和ACA的區(qū)分能力尚不如18F-FDG[9]。碘甲烷(IMTO)對11β-羥化酶和醛固酮合成酶有特異性結合能力,利用123I-IMTO同樣可鑒別包塊和轉(zhuǎn)移灶是否為腎上腺皮質(zhì)來源,其敏感度和特異度分別達89%、85%[10]。因此,影像學檢查在ACC的診斷過程中發(fā)揮著舉足輕重的作用,其對于某些性質(zhì)界定困難的腎上腺皮質(zhì)腫瘤的判斷能力依然不足。
3.病理學:Weiss評分是目前最常用的ACC的病理學診斷標準,其包括以下9項:核的異型性、核分裂指數(shù)≥5/50HP、核不典型分裂、透明細胞數(shù)≤25%細胞總數(shù)、彌漫性分布、腫瘤壞死、靜脈血管侵犯、竇樣結構浸潤、包膜浸潤,每項為1分,總分為9分,≥3分即診斷為ACC[11]。在一項49例病例的研究中,利用Weiss評分作為ACC的病理診斷標準,其敏感度和特異度分別達100%、97%[12]。但Weiss評分存在一定的主觀性,會造成不同病理醫(yī)生之間的判斷差異,改良的Weiss評分近年來受到了一些病理醫(yī)生的認同,其在Weiss評分的基礎上,去掉了核的異型性、彌漫性分布、竇樣結構浸潤、包膜浸潤4項,將核分裂指數(shù)和透明細胞總數(shù)≤25%全部細胞兩項的分值調(diào)整為2分,≥3分診斷為ACC[11]。然而在對于評分為2~3分的腫瘤的性質(zhì)界定上仍存在一定的爭議,往往需要參考其他輔助病理學指標。Ki-67是反映細胞增殖能力的重要指標,當Ki-67指數(shù)>5%,ACC可能性較高,其表達越高,Weiss評分也相應越高[13]。Weiss評分作為目前的病理診斷標準存在一定主觀性判斷差異,改良的評分方法依舊因臨界分數(shù)面臨著一些挑戰(zhàn),因此客觀分子標志的發(fā)現(xiàn)作為輔助診斷指標迫在眉睫。
近年來大數(shù)據(jù)和生物信息學迅猛發(fā)展,在高通量測序的幫助下發(fā)現(xiàn),與其他惡性腫瘤一樣,ACC是由包括基因突變、表觀遺傳、染色畸形和信號通路異常激活等在內(nèi)的多種不同基因改變引起的復雜疾病,某些特征性基因改變在ACC的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用,這些特征基因不僅為ACC的生物學行為研究和靶向藥物的研發(fā)提供方向,還對ACC診斷方法的發(fā)展起著積極的推動作用。篩選有效的特征基因成為了未來努力的方向[1]。
1.基因突變:基因突變是引起腫瘤發(fā)生的重要原因,其主要分為生殖細胞突變和體細胞突變,引起ACC的生殖細胞突變主要包括:①TP53突變:Li-Fraumeni綜合征[14];②MEN1基因突變:多發(fā)性內(nèi)分泌腫瘤綜合征-1型[15];③生殖細胞11p15 基因座[胰島素樣生長因子(insulin-like growth factors, IGF)-2、H19、CDKN1C]突變:Beckwith-Wiedemann綜合征[16];④APC突變:家族性息肉性腺瘤綜合征(FAP)[17];⑤神經(jīng)纖維瘤病1型(NF1)突變:神經(jīng)纖維瘤[18];⑥錯配修復基因突變(MSH2、MSH6、MLH1、PMS2):林奇綜合征[19]。目前已知的所有突變中,TP53突變是最常見的,除了引起遺傳性疾病的生殖細胞突變外,散發(fā)性ACC的TP53突變率達50%[20]。β-catenin突變僅次于TP53突變,其突變率在10%左右,ACA和ACC的β-catenin 突變率之間差別不大[21]。其他常見的突變包括ZNRF3、ATM、CDKN2A、RB1、DAXX、MED12和TERT等[1,20]。在結合家族史和臨床表現(xiàn)的基礎上,針對性的檢測相關突變能夠為ACC的診斷提供一定的幫助。
2.miRNA:miRNA是由20~23個核苷酸構成的短鏈非編碼小RNA,通過與mRNA的3′端的非翻譯區(qū)(3′-UTRs)進行互補配對來抑制蛋白的翻譯,發(fā)揮調(diào)控腫瘤細胞增殖、凋亡和轉(zhuǎn)移等作用。Koperski等[22]通過芯片檢測腎上腺腫瘤標本發(fā)現(xiàn),ACC中的miR-503-5p、miR-483-3p、miR-450a-5p、miR-210、miR-483-5p和miR-421的表達量與ACA存在明顯差異,進一步通過PCR證實miR-483-3p是其中最可靠的診斷指標。Duregon等[23]發(fā)現(xiàn)miR-483-3p、miR-483-5p和miR-210在ACC中高表達,miR-210的表達與腫瘤的壞死、Ki-67指數(shù)、IGF-1的表達呈正相關,而miR-493-3p(P=0.0191)和miR-1974(P=0.0017)與核分裂指數(shù)呈負相關。Feinmesser等[24]通過芯片分析46例腎上腺皮質(zhì)腫瘤發(fā)現(xiàn),ACC中的miR-503高表達,而miR-34a、miR-497低表達,三者聯(lián)合應用于ACC和ACA的鑒別診斷,其敏感度和特異度分別可達100%、96%。Szabó等[25]通過分析術前25例腎上腺腫瘤患者的血清標本發(fā)現(xiàn),ACC和ACA的miR-100、miR-181b、miR-184、miR-210和miR-483-5p的表達存在明顯差異,利用這些miRNA作為ACC的診斷標志物,可以將ACC的診斷敏感度和特異度分別提高到77.8%、100%。因此結合多種miRNA的檢測為ACC和ACA的鑒別提供了可能。
3.DNA甲基化:基因轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域的CpG島甲基化會抑制該基因的轉(zhuǎn)錄,進而抑制相關蛋白的表達。Rechache等[26]發(fā)現(xiàn)ACC的KCTD12、KIRREL、SYNGR1、NTNG2等基因的CpG島區(qū)域的甲基化水平明顯比ACA的高,聚類分析發(fā)現(xiàn)ACC與ACA的甲基化聚集區(qū)域存在較大的差異。同樣,Barreau等[27]的研究也有類似發(fā)現(xiàn),ACC的抑癌基因如H19、PLAGL-1、G0S2、NDRG2的轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域甲基化程度要比ACA高。Legendre等[28]發(fā)現(xiàn)與ACA不同的是,ACC的70%~77%低甲基化區(qū)主要集中于開放區(qū),而40%~50%的高甲基化區(qū)域位于轉(zhuǎn)錄起始區(qū)域的CpG島。Gara等[29]發(fā)現(xiàn)ACC中的甾體代謝的關鍵酶細胞色素酶P4501B1(CYP1B1)因高甲基化引起表達水平下調(diào)造成功能障礙的比例明顯要高于ACA。綜上,通過利用ACC和ACA的特定區(qū)域的甲基化水平差異不失為ACC和ACA可靠的鑒別診斷方法。
4.染色體改變:染色體的缺失、重復和易位是造成腫瘤發(fā)生的另一重要原因,通過比較基因組雜交技術發(fā)現(xiàn),ACC染色體中存在多種染色體畸變。Sidhu等[30]發(fā)現(xiàn)在所有ACC和ACA中染色體改變存在明顯差異,ACC中常見染色體的改變是5(46%)、12(38%)、19(31%)和4(31%)號染色體的獲得和1p(62%)、17p(54%)、22(38%)、2q(31%)和11q(31%)號染色體的丟失,而在ACA中最常見染色體的改變是4q(22%)獲得。Stephan等[31]發(fā)現(xiàn)超過50%的ACC存在5、7、12、16q和20號染色體獲得,同時有超過20%的ACC存在1、3p、10q、11、14q、15q、17和22q號染色體的丟失。Assié等[1]發(fā)現(xiàn)ACC中存在4、5、7、8、12、16、19和20號染色體的獲得和1p、22號染色體的丟失。另一項包含22例ACC和24例ACA的研究中發(fā)現(xiàn),ACC的5號染色體的獲得率較ACA明顯增高[32]。綜上可見1、5、7和12號染色體的變異在ACC中十分常見,通過檢測這些染色體的改變不失為一種ACC的診斷方法。
5.信號通路異常激活:①IGF通路:經(jīng)典的IGF信號通路主要由配體IGF-1、IGF-2,受體IGF-1R、IGF-2R以及IGF結合蛋白IGFBP 構成復雜通路信號。IGF-1、IGF-2主要依賴IGF-1R介導下游來激活MAPK和PI3K以發(fā)揮促增殖、抗凋亡及維持細胞生長的作用[33]。胎兒時期的腎上腺皮質(zhì)是在ACTH誘導IGF-2表達的作用下分化成熟的,成熟的腎上腺皮質(zhì)分泌甾體類激素的合成需要IGF-1和IGF-2協(xié)同作用于IGF-1R。胎兒時期的腎上腺皮質(zhì)以表達IGF-2為主,而成人時期的腎上腺皮質(zhì)IGF-1和IGF-2表達水平則大致相當[34]。在ACC中,IGF-2的表達量顯著增高,其表達水平與腫瘤的惡性程度和復發(fā)轉(zhuǎn)移有著密切的關聯(lián)。IGF-2基因位于染色體11p15區(qū)域,此區(qū)域還包括H19和CDKN1C基因在內(nèi)的多種基因,Beckwith-Wiedemann綜合征正是由于該區(qū)域基因發(fā)生突變引起的,同時還會造成IGF-2過度表達進而引起下游基因的激活。Gicquel等[35]發(fā)現(xiàn)27/29(93.1%)的ACC高表達IGF-2,而在ACA中僅有3/35(8.6%)高表達IGF-2,Schmit等[36]的研究也有類似發(fā)現(xiàn),13/17(76.5%)的ACC高表達IGF-2,僅有1/22(4.5%)的ACA高表達IGF-2。同時IGF-1R的高表達在ACC中也很常見,而在ACA中IGF-1R的高表達則比較少[37]。因此通過PCR、免疫組化等常用方法來檢測IGF信號通路相關基因的表達量,能夠為ACC和ACA的診斷帶來極大的幫助。②Wnt信號通路:正常的Wnt/β-catenin信號通路在細胞的增殖、生存、遷移和干細胞的自我更新中起著非常大的作用。當Wnt/β-catenin信號通路出現(xiàn)障礙時,可造成胚胎發(fā)育缺陷甚至停滯;而當Wnt/β-catenin信號通路異常激活時則會誘發(fā)腫瘤的發(fā)生以及腫瘤的進展[38]。腎上腺皮質(zhì)發(fā)育與功能的發(fā)揮離不開Wnt/β-catenin信號通路。ACA和ACC中都存在Wnt/β-catenin信號通路的異常激活,Tissier等[39]發(fā)現(xiàn)7/26(26.9%)的ACA和4/13(30.8%)的ACC存在β-catenin 基因突變,突變率大致相當,但通過免疫組化分析發(fā)現(xiàn),ACC的β-catenin陽性率(77%)明顯高于ACA(38%);本課題組研究證實了這一點,20/23(87%)的ACC存在β-catenin 高表達,明顯高于ACA的13/25(52%)表達率[40]。但另外兩項研究卻發(fā)現(xiàn)β-catenin的表達量在ACC和ACA中差異不大[41-42],因此通過檢測β-catenin表達量來區(qū)分ACC和ACA尚且存在爭議,需要進一步研究來證實。③血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)信號通路:VEGF信號通路在血管生成中起到重要作用,在VEGF的作用下,其特異性受體VEGFR激活誘導下游轉(zhuǎn)錄因子的作用,誘使新生血管的產(chǎn)生,為腫瘤的生長和進展提供營養(yǎng)。Kolomecki等[43]發(fā)現(xiàn)ACC患者血清中的VEGF濃度明顯高于ACA患者,而當腫瘤切除后其濃度則會下降,說明ACC中存在VEGF高表達以維持其血液供應。本課題組通過對20例ACA和24例ACC免疫組化分析發(fā)現(xiàn),ACC的VEGF陽性率(70%)明顯高于ACA(25%),證實了ACC能夠高表達VEGF[44]。因此VEGF表達量的檢測是ACC診斷的重要方向。
綜上,Weiss評分為2~3分的腎上腺皮質(zhì)腫瘤,其性質(zhì)通常介于良惡性之間,傳統(tǒng)的內(nèi)分泌、影像學、病理學檢查對其性質(zhì)的界定比較困難,在分子生物學和生物信息學的幫助下,新的”特征性基因”的改變?yōu)檫@些皮質(zhì)腫瘤的診斷提供了極大幫助。不僅簡化了診斷流程、節(jié)約了醫(yī)療資源,還為ACC治療和研究提供了更多的努力方向。但因ACC的發(fā)病率低,目前研究相對不足,一些“特征性基因”的運用依舊存在較大的爭議,故這些基因標志的使用價值有待更多研究來證實。