周薇薇, 鄭思暢, 王衛(wèi)慶
(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科 上海市內(nèi)分泌代謝病研究所國家代謝性疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心(上海) 國家衛(wèi)健委內(nèi)分泌代謝病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室上海市內(nèi)分泌腫瘤重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 200025)
分泌促腎上腺皮質(zhì)激素(adrenocorticotropic hormone,ACTH)的ACTH 細(xì)胞腺瘤即庫欣病,占垂體腫瘤的15%,發(fā)病率為1.6 例/百萬人,腫瘤通常較小(約6 mm)[1-3]。 ACTH 細(xì)胞腺瘤可致高皮質(zhì)醇血癥,約占庫欣綜合征的70%。 成人ACTH 細(xì)胞腺瘤的診斷年齡為40~60 歲, 女性發(fā)病率是男性的5~10 倍; 兒童罕見, 只占所有ACTH 細(xì)胞腺瘤的10%,未見性別偏好。 迄今為止,已報(bào)道ACTH 細(xì)胞腺瘤多種基因突變, 主要影響細(xì)胞周期調(diào)控蛋白、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白、致癌基因和抑癌基因。 此外,“垂體腺瘤” 這一術(shù)語自1932 年Cushing 教授首次提出以來一直沿用至今。最新修訂的第5 版世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類中,“垂體腺瘤”與“垂體神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤(pituitary neuroendocrine tumors,PitNET)”被納入同一條目下,以“垂體腺瘤/PitNET”的形式出現(xiàn)。 基于遺傳機(jī)制的新發(fā)現(xiàn)和病理新分類對了解ACTH 細(xì)胞腺瘤的發(fā)生和發(fā)展有重要意義。
研究發(fā)現(xiàn),在30%~60% ACTH 細(xì)胞腺瘤中,泛素特異性蛋白酶8 (ubiquitin specific peptidase 8,USP8)和表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)通路的異常調(diào)控起重要作用[4-5]。 這一發(fā)現(xiàn)部分解釋了ACTH 細(xì)胞腺瘤發(fā)生、發(fā)展的原因。USP8位于染色體15q21.2,編碼蛋白質(zhì)屬于泛素特異性蛋白酶家族的一員,能對特定下游分子去泛素化來調(diào)節(jié)細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。USP8基因的熱點(diǎn)區(qū)域突變主要位于第14 號外顯子編碼的14-3-3 蛋白結(jié)合模體, 突變使該結(jié)合基序結(jié)構(gòu)被破壞, 導(dǎo)致EGFR 持續(xù)過表達(dá),促進(jìn)促黑素皮質(zhì)素(proopiomelanocortin,POMC) 基因轉(zhuǎn)錄與ACTH 過度合成[4-5]。EGFR 信號通路的增強(qiáng)能增加小鼠ACTH 細(xì)胞腺瘤細(xì)胞系(AtT20)中的POMC轉(zhuǎn)錄和ACTH 分泌;相反,USP8基因突變的人類ACTH 原代細(xì)胞給予EGFR 抑制劑吉非替尼后ACTH 分泌減少。 與此發(fā)現(xiàn)相一致,USP8基因突變的ACTH 細(xì)胞腺瘤表現(xiàn)出較高的EGFR 表達(dá), 且USP8基因敲除后體外ACTH 分泌降低。 全外顯子組測序揭示了USP8基因突變?yōu)锳CTH 細(xì)胞腺瘤所特有, 在其他類型的PitNET 中均未發(fā)現(xiàn)。在庫欣病犬隊(duì)列研究腫瘤中亦未發(fā)現(xiàn)USP8基因突變,提示該突變?yōu)殪`長類特異性。 研究表明,USP8突變型ACTH 細(xì)胞腺瘤的腫瘤較小,且女性突變率較高。 此外,庫欣病患兒較成人的USP8基因突變率低。USP8突變型ACTH 細(xì)胞腺瘤中EGFR 和生長抑素受體5 型 (somatostatin receptor 5,SSTR5)存在高表達(dá)。 提示USP8突變型腫瘤可能對生長抑素類似物帕瑞肽的治療應(yīng)答更好,有助于抑制腫瘤生長和ACTH 分泌[6]。
隨后,USP8野生型ACTH 細(xì)胞腺瘤進(jìn)行全外顯子組測序研究確定了腫瘤還存在去泛素化酶基因USP48(主要編碼p.M415I 或p.M415V)和BRAF(編碼p.V600E)基因突變,通過增強(qiáng)啟動子活性與POMC基因轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)腺瘤形成[7]。 與USP8基因相似,BRAF和USP48基因突變也是ACTH 細(xì)胞腺瘤所特有。
在146 例患兒和35 例成人庫欣病隊(duì)列中,發(fā)現(xiàn)了4 例ACTH 細(xì)胞腺瘤(2 例兒童和2 例青年成人)存在細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependent kinase 5 and Abl enzyme substrate 1,CABLES1)基因的胚系突變[8]。 CABLES1 蛋白是糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的細(xì)胞生長負(fù)調(diào)控因子。 突變的CABLES1 蛋白對腫瘤細(xì)胞的生長失去抑制作用,這可解釋所有受累患者多表現(xiàn)為ACTH 細(xì)胞大腺瘤。
大多數(shù)ACTH 細(xì)胞腺瘤為單克隆起源的散發(fā)性腫瘤,僅少數(shù)(<5%)被發(fā)現(xiàn)與家族性腫瘤綜合征有關(guān)[多發(fā)內(nèi)分泌腫瘤1 型(multiple endocrine neoplasia 1,MEN1)、MEN4、Carney 綜合征(Carney complex, CNC)、DICER1 綜合征或家族性孤立性垂體腺瘤(familial isolated pituitary adenoma, FIPA)]。其他相關(guān)的罕見基因突變還包括垂體腫瘤轉(zhuǎn)化基因 (pituitary tumor transforming gene,PTTG)、p53、劑量敏感的性別反轉(zhuǎn)先天性腎上腺發(fā)育不良基因1 (dosage-sensitive sex reversal, adrenal hypoplasia critical region, on chromosome X, gene 1,DAX-1)和糖皮質(zhì)激素受體基因核受體亞家族3 組C 成員1(nuclear receptor subfamily 3, group C, member 1,NR3C1)突變,但病例數(shù)較少,突變率低,具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究闡明。
MEN1 是由編碼腫瘤抑制因子menin 的MEN1基因突變引起,累及垂體時主要表現(xiàn)為泌乳素腺瘤和生長激素腺瘤, 其中ACTH 細(xì)胞腺瘤僅占5%左右[9]。 MEN4 由CDKN1B基因失活突變致細(xì)胞周期調(diào)節(jié)子p27Kip1 功能受損引起,可見于散發(fā)的兒童ACTH 腺瘤[10]。 CNC 由編碼1 型α 蛋白激酶的調(diào)節(jié)亞基蛋白激酶A 調(diào)節(jié)亞基1α(protein kinase A regulatory subunit 1α,PRKAR1A)基因胚系突變所致,已有1 例ACTH 細(xì)胞腺瘤報(bào)道。 DICER1 綜合征與胚胎發(fā)生過程中不同類型母細(xì)胞瘤的發(fā)生、發(fā)展有關(guān),2%患者會發(fā)生ACTH 細(xì)胞腺瘤。 DICER1 綜合征患者攜帶編碼DICER 蛋白的DICER1基因突變, 能干擾miRNA 的產(chǎn)生進(jìn)而影響其靶mRNA 的調(diào)節(jié), 可能是ACTH 細(xì)胞母細(xì)胞瘤的發(fā)生原因。 約20% FIPA 患者攜帶芳香烴受體相互作用蛋白細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)的蛋白(apoptosis inducing protein,AIP)突變,而大多數(shù)FIPA 的遺傳機(jī)制尚不清楚。 ACTH 腺瘤約占FIPA 所有垂體腫瘤的5%。
WHO 新分類在保留了垂體前葉激素[生長激素(growth hormone,GH)、催乳素(prolactin,PRL)、ACTH、 促甲狀腺素 (thyroid stimulating hormone,TSH)、卵泡刺激素和促黃體生成素]定義的基礎(chǔ)上,更新了基于腫瘤細(xì)胞譜系、細(xì)胞類型和相關(guān)特征的PitNET 組織學(xué)亞型,垂體轉(zhuǎn)錄因子[垂體特異轉(zhuǎn)錄因子1(pituitary-specific transcription factor 1,PIT1)、垂體細(xì)胞限制性因子(pituitary cell restricted factor,TPIT)、剪接因子1(splicing factor 1,SF1)、GATA 結(jié)合蛋白3(GATA binding protein 3, GATA3)和雌激素α 受體(estrogen receptor α,ERα)]的常規(guī)免疫組化應(yīng)用被認(rèn)可[11-13]。 新分類中ACTH 細(xì)胞腺瘤屬于TPIT 細(xì)胞譜系PitNET,以轉(zhuǎn)錄因子TPIT 表達(dá)為特征,分泌ACTH 和其他POMC 衍生物。TPIT 作為轉(zhuǎn)錄因子, 特異性表達(dá)于產(chǎn)生ACTH 的垂體細(xì)胞譜系中。
ACTH 細(xì)胞腺瘤根據(jù)分泌顆粒的范圍和分布以及胞質(zhì)角蛋白絲的分布分為致密顆粒型ACTH細(xì)胞腺瘤(densely granulated corticotroph tumor)、稀疏顆粒型ACTH 細(xì)胞腺瘤(sparsely granulated corticotroph tumor)和Crooke 細(xì)胞腺瘤(Crooke cell tumor)3 種亞型[11-13]。不同亞型各自具有獨(dú)特的臨床特征,治療反應(yīng)和預(yù)后也不盡相同。
腫瘤往往非常小, 與皮質(zhì)醇高分泌的多血質(zhì)(florid)表現(xiàn)相關(guān)。作為典型嗜堿性和強(qiáng)過碘酸希夫(periodic acid Schiff,PAS)陽性腫瘤,伴有核TPIT、細(xì)胞質(zhì)ACTH 和低分子量角蛋白 (low molecular weight keratin,LMWK)強(qiáng)反應(yīng)。由于腫瘤體積小,磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)往往不可見,多需要巖下竇靜脈采血來進(jìn)行定位。
腫瘤通常較大,多不伴典型的高皮質(zhì)醇血癥臨床特征。 腫瘤由嫌色細(xì)胞組成,核TPIT 染色較強(qiáng),PAS 和ACTH 染色常呈局灶性和弱陽性, 胞質(zhì)LMWK 表達(dá)多變,常為彌漫性。
Crooke 細(xì)胞瘤屬于ACTH 細(xì)胞腺瘤的罕見亞型,由具有Crooke 透明樣變的腫瘤細(xì)胞組成,存在激素合成和分泌的反饋抑制。Crooke 細(xì)胞腺瘤的特點(diǎn)是細(xì)胞質(zhì)顆粒被玻璃樣物質(zhì)所取代,這一過程稱為Crooke 玻璃樣變。 Crooke 細(xì)胞瘤由嗜堿性、PAS和ACTH 陽性顆粒的大細(xì)胞組成, 呈細(xì)胞角蛋白CAM5.2 環(huán)狀表現(xiàn)。 LMWK 在鑒別ACTH 細(xì)胞分化和Crooke 玻璃樣變方面有幫助。 Crooke 細(xì)胞腺瘤發(fā)生、發(fā)展的潛在機(jī)制尚不清楚。 與致密/稀疏顆粒型ACTH 腺瘤相比,其USP8突變型的比例未見明顯差異。Crooke 細(xì)胞腺瘤是最具增殖性、侵襲性、復(fù)發(fā)性和轉(zhuǎn)移性的PitNET。 其增殖指數(shù)升高,且在微腺瘤狀態(tài)時已呈侵襲性生長。
致密顆粒型ACTH 細(xì)胞腺瘤通常具有高激素活性,而稀疏顆粒型腫瘤侵襲性更高,發(fā)病時間較晚且處于更晚期。 Crooke 細(xì)胞瘤在臨床上較其他ACTH 細(xì)胞瘤更具難治性和侵襲性, 復(fù)發(fā)率高,其反映了激素反饋調(diào)控和生長控制的分裂。
靜默性ACTH 細(xì)胞腺瘤的ACTH 免疫染色呈陽性, 但臨床上不表現(xiàn)出庫欣綜合征的臨床特征,且ACTH 和皮質(zhì)醇水平處于參考范圍內(nèi)。這些腫瘤占靜默性垂體腺瘤的10%~20%, 約占所有ACTH細(xì)胞腺瘤的40%[11-13]。
靜默性ACTH 細(xì)胞腺瘤以轉(zhuǎn)錄因子TPIT 和LMWK 陽性, 典型的缺乏非腫瘤性ACTH 細(xì)胞的Crooke 透明樣變?yōu)樘卣鳌?該腫瘤表達(dá)不同的POMC前體蛋白,但不分泌ACTH,其分為致密顆粒型和稀疏顆粒型。致密顆粒型類似于以庫欣病為表現(xiàn)的致密顆粒型ACTH 細(xì)胞腺瘤,表現(xiàn)為較強(qiáng)的ACTH免疫反應(yīng)活性; 而稀疏顆粒型則不常見,ACTH 免疫反應(yīng)活性較弱。
靜默性ACTH 細(xì)胞腺瘤患者以女性為主,常表現(xiàn)為腫瘤占位癥狀的大腺瘤,年齡多小于靜默性促性腺激素細(xì)胞腺瘤和零細(xì)胞腺瘤患者。其比其他臨床無功能PitNET 具有更強(qiáng)的侵襲性, 術(shù)前垂體功能減退率較高,海綿竇侵襲發(fā)生率更高,復(fù)發(fā)時間較早,屬于難治性垂體腫瘤類型。 有研究觀察到靜默性ACTH 腺瘤未檢測出USP8基因突變,這可能表明靜默性ACTH 腺瘤與經(jīng)典的ACTH 腺瘤有不同的遺傳學(xué)背景。 然而,在某些情況下其可自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)橛蟹置诠δ艿腁CTH 腺瘤, 表明靜默性ACTH 腺瘤和分泌的ACTH 腺瘤可能有相同的起源。
Nelson 綜合征是治療庫欣病而切除雙側(cè)腎上腺后所出現(xiàn)的一系列癥狀,通常發(fā)生于雙側(cè)腎上腺切除術(shù)后1~5 年。 有學(xué)者推測,是由下丘腦-垂體-腎上腺軸反饋抑制功能喪失,導(dǎo)致分泌ACTH 垂體腫瘤的發(fā)生。 Nelson 腫瘤的USP8基因的突變比例(45%)與ACTH 細(xì)胞腺瘤相似。 因此,Nelson 腫瘤的發(fā)生機(jī)制仍不清楚。
基于上述發(fā)現(xiàn),有學(xué)者提出可將ACTH 腺瘤分為2 種主要亞型。第1 種亞型為USP8基因突變型,多以微腺瘤、非侵襲性的生物學(xué)行為和低水平的體細(xì)胞拷貝數(shù)變異為特征。第2 種亞型包括促腎上腺皮質(zhì)激素細(xì)胞大腺瘤、 靜默性ACTH 細(xì)胞腺瘤和Crooke 細(xì)胞瘤,以高水平的體細(xì)胞拷貝數(shù)變異為特點(diǎn),常伴有TP53 突變[14]。總而言之,ACTH 細(xì)胞腺瘤從微腺瘤發(fā)展為侵襲性大腺瘤的過程中, 涉及基因、miRNA、 蛋白和多肽在內(nèi)的多種因素被上調(diào)或下調(diào),這些新認(rèn)識為將來更有針對性的個性化治療方式開辟了新途徑。盡管ACTH 細(xì)胞腺瘤發(fā)生和發(fā)展的病因機(jī)制在過去十年中取得了相當(dāng)大的進(jìn)展,但對其遺傳學(xué)背景仍然缺乏足夠的認(rèn)識,仍需探索潛在機(jī)制以期新發(fā)現(xiàn)未來能轉(zhuǎn)化到臨床應(yīng)用中。