膠質瘤分子靶向治療進展

程立冬 劉京典 舒凱

腦膠質瘤是最常見的原發性顱內惡性腫瘤，我國腦膠質瘤的年發病率為5/10萬～8/10萬。根據2021WHO中樞神經系統腫瘤分類標準，其中約50%的膠質瘤為4級的膠質母細胞瘤(glioblastoma，GBM)[1-2]。膠質瘤的標準治療方法主要包括手術切除、聯合術后放療和以替莫唑胺為主的化療，目前治療效果仍不理想，尤其是GBM病人的中位生存時間僅15個月，5年生存率不足5%[3]。膠質瘤發病機制尚不清楚。最新研究顯示，基因改變是膠質瘤形成的驅動因素。隨著腫瘤基因組學的發展及膠質瘤分子病理診斷的引入，腦膠質瘤的治療也進入了分子靶向治療時代。分子靶向治療在血液系統腫瘤及部分實體腫瘤中都取得了好的臨床治療效果，但目前在腦膠質瘤中的治療效果仍欠佳[4]。我們對腦膠質瘤分子研究及靶向治療的最新進展進行綜述。

一、膠質瘤分子研究

腦膠質瘤的傳統診斷主要靠組織病理學方法，但組織病理學有一定的局限性。分子標志物不僅有利于膠質瘤的明確診斷，同時可在一定程度上提供病人的預后信息。目前分子診斷已成為區分腦腫瘤的標準，分子研究同時也促進了膠質瘤靶向藥物的發展。測序技術的進步使人們對膠質瘤的基因組學有了更深入的了解，對膠質瘤的形成、診斷、治療和預后判斷也有了全新的認識。目前，膠質瘤中代表性的基因改變如下：

1.O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉移酶(O6-methylguanine-DNA methyltransferase，MGMT)：MGMT啟動子甲基化一直是膠質瘤表觀遺傳研究的熱點。MGMT啟動子甲基化在膠質瘤病人中的發生率為25%～68%，平均約40%[5]。MGMT可阻斷堿基錯配引起的細胞死亡，而MGMT啟動子甲基化可降低MGMT表達活性，減少腫瘤細胞DNA修復，進而提高替莫唑胺抗腫瘤作用，延長病人生存期。目前MGMT甲基化已經被證實是GBM病人預后的一個強相關的有利因素，同時也是能夠預測替莫唑胺等烷化劑治療獲益的標志分子[6]。但臨床研究發現，不是所有伴有MGMT啟動子甲基化的病人均有良好的治療反應，也有一定數量不伴有MGMT啟動子甲基化的病人取得了令人滿意的治療效果，提示MGMT啟動子甲基化并不是唯一影響膠質瘤病人預后的分子改變[7]。

2.異檸檬酸脫氫酶(IDH1和IDH2)和1p/19q：IDH基因突變是GBM的另一個重要分子改變，IDH1/2突變與DNA高甲基化密切相關。與野生型的相比，伴有IDH1和IDH2突變的膠質瘤病人預后較好。IDH突變是最早被發現的膠質瘤突變基因之一，在復發GBM中發生率約80%，而在原發GBM中僅5%[8]。在未分化膠質瘤病人中，1p/19q共缺失已經證實是對放射治療聯合PCV(procarbazine,lomustine,and vincristine)化療敏感的獨立生物學標志。具有IDH突變和1p/19q共缺失膠質瘤的病人往往具有較好的治療反應和良好的生存時間(中位總生存期>10年)，但其潛在機制目前還知之甚少。值得關注的是，只有全臂1p/19q共缺失合并IDH突變的病人預后良好；單獨一個染色體臂上部分缺失則可出現在IDH野生型GBM中，同時與病人預后不良相關[9]。

3.表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR):EGFR是受體酪氨酸激酶(RTK)超家族的重要成員之一。研究表明,EGFR過表達或EGFR擴增是導致腫瘤進展、放化療抵抗和預后較差的重要原因之一。在約36%～60%的原發GBM中出現EGFR的擴增和(或)基因突變，其中最常見的EGFR突變類型是變體3(EGFRvⅢ)，這種突變導致了結構型活性蛋白的表達，進而持續激活下游PI3K通路，導致細胞增殖增加及凋亡抵抗，這些級聯反應與膠質瘤形成與復發密切相關[10]。

4.端粒酶逆轉錄酶基因(telomerase reverse transcriptase gene,TERT):TERT突變可使腫瘤細胞獲得無限增殖能力，是原發性GBM中最常見的突變位點。TERT啟動子突變與較高水平的信使RNA表達相關，可能是促進原發性膠質母細胞瘤中端粒酶功能強烈激活的重要因素[11]。TERT突變存在于絕大多數少突膠質瘤中，但它們在2級和3級星形細胞瘤中并不常見，并且與ATRX 和IDH1突變無共存，而ATRX和IDH1突變在這些腫瘤和繼發性GBM中非常常見[12]。

5.磷酸脂酶與張力蛋白同源物(phosphatas and tension homolog,PTEN):PTEN能夠調控PIP3/PIP2在細胞質膜的水平，進而調控細胞極化和單細胞定向遷移。PTEN也能拮抗促癌PI3K-Akt信號通路，是一種重要的腫瘤抑制分子。研究顯示，PTEN突變在約41%的GBM中出現，尤其在間質型GBM中較為常見，并可能與EGFR過表達有關。PTEN的功能缺失與膠質瘤細胞遷移增加、腫瘤侵襲和血管生成相關[13]。

二、膠質瘤治療靶點研究進展

1.靶向膠質瘤生長：超過三分之二的膠質瘤伴有RTK突變或擴增，導致許多生長因子依賴的RTK功能異常，引起下游如PI3K、MAPK等信號通路改變[14]。RTK通路的研究較為明確，且在膠質瘤中的改變較為廣泛。遺憾的是，在臨床試驗中使用EGFR和PDGFR酪氨酸激酶抑制劑以及 PI3K/Akt/mTOR抑制劑治療GBM的效果令人失望[15]。在一項Ⅱ期臨床試驗中，Depatux-M，一種抗體-藥物結合物，聯合替莫唑胺對EGFR擴增的復發性GBM有一定療效，單對新診斷的GBM并沒有顯示出療效。其他幾種EGFR靶向藥物單藥或聯合治療，對GBM病人的治療也并沒有產生良好的臨床效果[16]。Cediranib是一種口服的VEGF 酪氨酸激酶抑制劑，在一項已完成的Ⅲ期臨床試驗中，無論是單藥治療還是與洛莫司汀聯合治療復發GBM病人均未顯示生存獲益。貝伐珠單抗是一種抗血管內皮生長因子的單克隆抗體，在多個大型臨床試驗中也顯示并未改善GBM病人的總生存時間[17]。

目前，其他的靶向藥物還包括雙烷基化劑二氫半乳糖醇(Val-083)，可誘導N7-鳥嘌呤鏈間交聯，以p53依賴或不依賴的方式導致DNA雙鏈持續斷裂和細胞周期阻滯，但在Ⅱ期試驗中也顯示缺乏療效[18]。細胞周期調控蛋白CDK4/CDK6抑制劑也已被開發用于GBM的治療，但Olsen等[19]報道口服CDK4/CDK6抑制劑Palbociclib單藥治療對復發性GBM是無效的。

2.靶向膠質瘤干細胞：膠質瘤干細胞是GBM形成、放化療抵抗及復發的根源，根除膠質瘤干細胞是治愈膠質母細胞瘤的希望。針對膠質瘤干細胞的研究和治療也是目前的熱點，研究顯示膠質瘤干細胞發揮生物學功能涉及一些特殊的機制，如ATP結合基因家族多功能轉運蛋白的表達。另有研究表明胚胎信號通路參與了干細胞維持與腫瘤微環境。因此，靶向胚胎信號通路如Notch、Hedgehog和Wnt/β-catenin信號已成為一種新的有吸引力的膠質瘤治療方法的新方向。體外及臨床前試驗證實了靶向Notch信號通路的治療效果，但最近一項靶向Notch信號通路的抑制劑RO4929097進行的Ⅱ期臨床試驗顯示其對于腫瘤的形成和復發無明顯治療效果[20]。

3.免疫靶向治療：惡性膠質瘤的高度侵襲性部分與它較強的免疫逃逸能力有關。免疫逃逸的兩種重要介質是CTLA-4和PD-1，它們往往在GBM中過表達并可抑制免疫細胞對腫瘤的殺傷作用?？筆D -1和抗CTLA -4治療在小鼠膠質瘤模型中產生了期望的結果，為膠質瘤免疫治療帶來了希望[21]。此外許多其他免疫檢查點抑制劑如IDO抑制劑PCC0208009在動物模型中也取得了理想的效果[14]。

到目前為止，嵌合抗原受體(CAR) T細胞治療在GBM中的臨床試驗中效果一般。為了預防這種現象，目前開發了一些新的方法包括制作靶向多種抗原、攜帶對膠質瘤細胞高親和力藥物的CART等。盡管如此，CART免疫療法仍然面臨著重大的挑戰，如生產產品的時間較長、成本較高以及病人對T細胞的免疫適應性[1]。另一方面，各種癌癥疫苗技術也正在成人和兒童中開發測試，包括樹突狀細胞、多肽、核酸和病毒載體等[22]，但以上這些方法都還未納入標準的治療方案，因此在未來仍需要進一步臨床試驗驗證療效。

三、展望

基因組學和表觀遺傳學的進步對膠質瘤的診斷、預后判斷及治療決策起到了巨大推動作用，但由于膠質瘤細胞的高度異質性、調控機制的高度復雜性、獨特的免疫微環境及易發生治療抵抗等原因，目前的許多靶向治療藥物療效甚微[23]。膠質瘤的靶向治療目前仍有許多問題待解決：(1)藥物需要有良好的血腦屏障穿透力，能在腫瘤組織中達到有效的藥物濃度；(2)藥物應具有高效的靶向抑制或殺傷作用，能夠抑制完整的信號通路或避免免疫逃逸；(3)藥物靶點應具有廣譜性，在膠質瘤中需要有較高比例的存在，才能夠得到廣泛的臨床試驗和應用[24-25]。

導致第三代EGFR抑制劑耐藥的原因可能是，在治療過程中腫瘤細胞通過激活與腫瘤生長、侵襲和轉移密切相關的旁路信號而產生的。在獲得耐藥的第三代EGFR抑制劑中發現HER2突變、HGF高表達、MET、AXL、IGF1R及FGFR通路異常激活，這些異常表達可共同存在，構成了第三代EGFR抑制劑耐藥的復雜機制。因此，第三代EGFR抑制劑聯合靶向旁路信號藥物，將是一種很有希望的治療方法[26]。雙特異性靶向EGFRvⅢ和T細胞的全人源抗體已經在臨床前GBM模型中進行了測試，另一個雙特異性抗體靶向EGFRvⅢ和IL- 13Rα2的藥物，已被證明可以激活外周血和腫瘤浸潤淋巴細胞，進而殺死膠質瘤細胞，并在臨床前的試驗取得理想效果[27]。這些雙靶點或多靶點聯合治療可能是改善靶向治療耐藥的策略。

治療膠質母細胞瘤的另一個重大挑戰是藥物能否通過血腦屏障。目前一些研究正致力于改進這項技術，并引用到各種可能有效的靶向治療藥物中[28]。未來克服腦內存在的物理屏障及腫瘤構成的生物學屏障將是改進膠質瘤治療的關鍵。

由于現有的許多靶點是在其他實體腫瘤中發現，部分靶點可能在膠質瘤中的突變率較低或發生生物學功能改變，導致目前的臨床試驗失敗。未來隨著高通量測序、空間轉錄組分析等基因組學技術的進步，在膠質瘤中高度特異性的治療靶點可能會被篩選出來，識別新的可靶向和可操作的膠質瘤驅動基因有望實現靶向治療的進一步應用。另外由于膠質瘤的高度異質性，不同個體間存在差異，未來需要針對不同病人采取個體化治療以提高靶向治療效率[29]。

四、總結

目前膠質瘤的治療雖然取得了一定進展，但病人總體預后仍極差。許多調控細胞關鍵通路的基因在膠質瘤細胞中發生改變。新的分子遺傳學技術使得膠質瘤的診斷和分類更精細，并可以預測其對治療的反應和建立明確的預后。對膠質瘤驅動基因的深入研究推動了膠質瘤的精準治療，但目前的各項臨床應用尚未取得突破性進展，未來仍需要對膠質瘤的形成、治療抵抗、免疫等方面的機制進行更深入的研究，尋找更理想的靶點，改進和開發出更強有效的靶向治療藥物。