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近期，JAMA Neurology 雜志發(fā)表綜述，回顧了膠質母細胞瘤的基因組、表觀遺傳、轉錄、蛋白質組特征以及腦內(nèi)微環(huán)境和免疫系統(tǒng)交互影響，闡述了以腫瘤生長因子受體及下游信號通路、血管新生、干細胞樣癌細胞、細胞周期的調(diào)節(jié)為靶點以及溶瘤病毒、新穎放射技術和免疫治療等新興的治療策略。

膠質母細胞瘤是最常見的原發(fā)性腦腫瘤，在美國的年發(fā)病率為 3.19/10 萬人，目前標準治療為手術切除后放療，輔助替莫唑胺的聯(lián)合方案。盡管采用此種多模式的治療方法，但膠質母細胞瘤的平均生存時間為 16~ 19 個月，約 25%~ 30% 的患者在診斷 2 年后仍存活。

表現(xiàn)出 DNA 修復酶 O- 甲基鳥嘌呤甲基轉移酶表觀沉默的患者，結局更佳。最近一項 3 期臨床試驗調(diào)查了替莫唑胺的療效，表達 O- 甲基鳥嘌呤甲基轉移酶啟動子的腫瘤患者接受了 21 個月的治療，而無甲基化的腫瘤患者治療時間為 14 個月。

但結果表明，全部患者的病情均有進展，在進展期，傳統(tǒng)的、具有細胞毒性的化療（卡莫司汀、洛莫司汀或卡鉑）效果不佳。通過調(diào)控血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor ，VEGF）通路，抑制血管生成的貝伐珠單抗，最近得到美國 FDA 批準，可用于治療膠質母細胞瘤。

兩項 2 期試驗表明， 該藥具有高反應率（28.3% 和 37.8%），可延長無進展生存期（16 周）。近期，兩項 2 期研究采用貝伐珠單抗聯(lián)合標準放化療治療新診斷的患者，發(fā)現(xiàn)可改善無進展生存期，但總生存期無改善。

考慮到現(xiàn)行治療的低生存率，迫切需要治療膠質母細胞瘤的新方法。本綜述關注于臨床試驗中根據(jù)膠質母細胞瘤腫瘤基因學進展轉化而來的新穎治療。

膠質母細胞瘤分子分型的進展

膠質母細胞瘤在組織學和基因上為異質性腫瘤，根據(jù)有無低級別的膠質瘤而在組織學上分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩類。近期基因組分析進一步支持了該假說：原發(fā)性和繼發(fā)性反映著不同的腫瘤成因。

原發(fā)性膠質母細胞瘤是該病最常見的類型，而原發(fā)性膠質母細胞瘤最常見的基因突變位點為端粒酶逆轉錄酶基因（TERT; OMIM 187270）的啟動子區(qū)，該突變見于 54%~ 83% 的腫瘤。TERT 啟動子突變與信使 RNA 高表達水平相關，這可能是原發(fā)性膠質細胞瘤端粒酶功能增強的重要原因。

TERT 突變也見于絕大多數(shù)的少突神經(jīng)膠質瘤，但少見于 II 和 III 級星形細胞瘤。ATRX（OMIM 300032）和 IDH1（OMIM 147700）的突變，常見于星形細胞瘤和繼發(fā)性膠質母細胞瘤。

原發(fā)性膠質母細胞瘤是首個被美國癌癥和腫瘤基因圖譜（Cancer Genome Atlas，TCGA）計劃詳細分析基因組、表觀遺傳、轉錄和蛋白質組的固態(tài)腫瘤，基因編碼序列最常見的改變以 3 個通路為主（見圖 1）：視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白腫瘤抑制因子通路、P53 腫瘤抑制因子通路、受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinase，RTK）和絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信號通路。

圖 1. （A）原發(fā)性膠質母細胞瘤的基因突變、DNA 局部擴增和 PI3/ MAPK 通路的基因缺失；（B）p53 和視網(wǎng)膜母細胞瘤蛋白腫瘤抑制因子通路。

根據(jù)基因表達和 DNA 甲基化的模式對膠質母細胞瘤進行分子分型，手術切除的、未治療的原發(fā)性膠質母細胞瘤可分為 4 個轉錄組：經(jīng)典性、原神經(jīng)性、間質性和神經(jīng)性。

原發(fā)性膠質母細胞瘤經(jīng)典性轉錄亞型以 7 號染色體的獲得和 10 號染色體的丟失為特征，多數(shù)病例可見表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）擴增和突變。最常見的 EGFR 突變（OMIM 131550）為外顯子 2-7 框內(nèi)缺失，稱為 EGFRvIII，見于 25% 的原發(fā)性膠質母細胞瘤。EGFR 點突變也很常見，占腫瘤的 25%；但該亞型未見有腫瘤抑制基因 TP53（OMIM 191170）的突變。

原神經(jīng)性原發(fā)性膠質母細胞瘤與血小板源性生長因子受體 A（ PDGFRA; OMIM 173490）的擴增有關，常包括染色體 4q12 上的 KDR （OMIM 173490）和 KIT （OMIM 164920）基因突變（編碼產(chǎn)物為 RTK），以及少突膠質細胞發(fā)育基因 NKX-2（OMIM 604612）和 Olig2（OMIM 606386）的過表達。

TP53 突變也很常見。IDH1 突變可見于原神經(jīng)性原發(fā)性膠質母細胞瘤，與膠質瘤總生存期的增加有關，是 WHO II 級和 III 級星形細胞瘤和少突膠質細胞瘤的特征性突變。

在表觀遺傳水平，IDH 突變型腫瘤在某些 DNA 驅動子區(qū)域（如膠質瘤 -CpG 島甲基子表型，glioma-CpG island methylator phenotype，G-CIMP）存在超甲基化。而多數(shù)的 G-CIMP 腫瘤存在 IDH 突變。G-CIMP 和 IDH 突變是膠質母細胞瘤較為理想的預后標志物，IDH 野生型或非 G-CIMP 的原神經(jīng)性原發(fā)性膠質母細胞瘤，行為激進，預后較差。

間質性膠質母細胞瘤過度表達間質性標志物，與染色體 17q11 上 NF1 基因（OMIM 162200）的缺失和沉默突變有關，導致神經(jīng)纖維瘤蛋白表達的下降。PTEN 基因（OMIM 601728）點突變也常見于該亞型，

目前對于神經(jīng)性膠質母細胞瘤所知甚少，該亞型以表達神經(jīng)元標記物為特征，常過表達 EGFR。

還可根據(jù) DNA 甲基化的模式（而非基因表達）分類原發(fā)性膠質母細胞瘤。非 GCIMP DNA 甲基化亞型與轉錄亞型不完全重合。研究正在探討不同的膠質母細胞瘤分類與特異性治療、臨床試驗的結果之間的關系。

腫瘤發(fā)生通路

2/3 的原發(fā)性膠質母細胞瘤可見 RTK 的突變或擴增（圖 2）。多種生長因子依賴 RTKs 進行信號轉導，包括血小板源性生長因子、表皮生長因子、血管內(nèi)皮生長因子、成纖維細胞生長因子、肝細胞生長因子和胰島素樣生長因子。

各種生長因子的信號轉導機制相似：生長因子與受體結合，引起受體二聚化，隨后細胞內(nèi)酪氨酸殘基催化單元自體磷酸化，下游的磷脂酰肌醇 -3- 激酶（phosphatidylinositol 3-kinases，PI3K）通路或 Ras G 蛋白偶聯(lián)受體通路激活。

活化的 PI3K 可刺激 Akt 和哺乳動物的雷帕霉素靶蛋白，引起基因轉錄和細胞存活；PI3K 的活性受腫瘤抑制基因 PTEN 調(diào)控。活化的 Ras 可通過 Raf-1、絲裂原活化蛋白激酶激酶和 MAPK 的活動，引起細胞增殖。

在膠質母細胞瘤中，RTK 信號可通過通路中一些突變的作用而被放大，包括受體本身，譬如，EGFR 或 PDGFR 增殖 / 突變（67%）、PI3K 亞單位 PIK3CA 或 PIK3R1 的突變（25%）、通路中調(diào)節(jié)蛋白 PTEN 和 NF1 單倍劑量不足和 / 或突變等。超過 90% 的原發(fā)性膠質母細胞瘤可見 PI3K 或 MAPK 通路的一個或多個改變。

圖 2A. 膠質母細胞瘤的治療策略可以腫瘤的生長通路（生長因子配體和受體、細胞內(nèi)下游靶點和細胞周期的調(diào)節(jié)）為靶向。

圖 2B. 治療策略還包括微環(huán)境的改變，包括血管生成、干細胞樣癌細胞通路、疫苗和免疫檢測點的調(diào)節(jié)。圖中亮綠色和灰色細胞代表腫瘤細胞，桔色為干細胞樣膠質瘤細胞，紫色為免疫效應細胞，深綠色為免疫調(diào)節(jié)細胞，紅色線為血管。

圖 2C. 治療必須越過血腦屏障接近腫瘤。圖中綠色腫塊代表膠質母細胞瘤。

RTK 信號通路是藥物治療十分有吸引力的靶點，因為該通路常發(fā)生基因突變，且相對了解較多，其它癌癥中針對該通路的藥物已取得成功。小分子酪氨酸激酶抑制劑可與三磷酸腺苷競爭，阻礙受體激活以及受體后信號的轉導。然而，第一代 EGFR 和 PDGFR 酪氨酸激酶抑制劑、哺乳動物靶蛋白雷帕霉素 Akt、以及近期關于 PI3K 抑制劑的臨床試驗表明，對膠質母細胞瘤的療效不佳。

一些因素可解釋此種不良結局，多數(shù)的臨床試驗未根據(jù)基因突變或過表達的情況篩選患者，而這是藥物成功治療的靶點所在。此外，一些藥物對血腦屏障的滲透性較低；存在其它信號通路或反饋環(huán)路可代償靶蛋白作用，引起內(nèi)在抗藥；獲得性突變所導致的抗藥性也可能導致試驗失敗。

目前的試驗正努力克服上述難題：研發(fā)對膠質母細胞瘤基因突變更具特異性的新抑制劑；通過大劑量給藥改善血腦屏障的滲透性；嚴格限制入選的受試者人群；治療同時針對多條信號通路（包括針對多靶點的酪氨酸激酶抑制劑）、藥物聯(lián)合治療；鈣離子信號阻滯劑也在探討之中。

表 1. 以膠質母細胞瘤常見、活化的生長因子通路為靶點的藥物

注釋：mTOR：mammalian target of rapamycin，哺乳動物類雷帕霉素靶蛋白。

膠質母細胞瘤常見 TP53 突變或影響 p53 功能的突變，發(fā)生率約為 85%。TP53 作為腫瘤抑制基因，參與細胞周期調(diào)節(jié)，還可作為轉錄因子。p53 活化可上調(diào)參與細胞周期靜息和凋亡的多種基因的表達，p53 抑制劑 MDM2 或 MDM4、穩(wěn)定 p53 的 p14/ARF 基因缺失、單等位基因 TP53 突變等，可令 p53 的失活。

現(xiàn)在，抑制 p53 突變 DNA 綁定結構域的小分子和肽類正在研發(fā)中，可恢復剩余野生型等位基因的腫瘤抑制功能。到目前為止，針對膠質母細胞瘤的、以 p53 為靶點的藥物均處于小型 1 期臨床試驗階段。MDM2 抑制劑現(xiàn)正進入人類臨床試驗。

膠質母細胞瘤的其它細胞周期調(diào)節(jié)劑也在研發(fā)中，包括 G2/M 檢查點蛋白 Wee1 的抑制劑。抑制 Wee1 可增加細胞對 DNA 損傷（如化療誘發(fā)的 DNA 損傷）的敏感性，尤其在 p53 功能障礙時可導致細胞凋亡，目前口服 Wee1 抑制劑 MK1775 的臨床試驗已在開展之中。

干細胞理論和治療

盡管對膠質母細胞瘤增殖的基因突變和生長因子的了解在不斷增加，但對腫瘤發(fā)生的啟動步驟還知之甚少。傳統(tǒng)認為，終末分化的膠質細胞在獲得一系列突變后，導致脫分化和腫瘤的形成。然而，新的理論假設神經(jīng)干細胞的某一特殊亞群參與膠質瘤的啟動和發(fā)展。

干細胞具有三個特性：自我更新、廣泛增殖的能力和多向分化潛能。干細胞樣癌細胞亦有無限自我更新以及維持異質性腫瘤的能力。目前已有一些膠質母細胞瘤干細胞樣細胞的生物標記物，包括造血干細胞標記物 CD133，但尚無單個標記物與腫瘤完全相關。

在表現(xiàn)型上，膠質母細胞瘤干細胞樣細胞可形成懸浮球，稱為神經(jīng)球。干細胞樣癌細胞可成為靜止細胞，僅在腫瘤減小或需要干細胞增殖時才進入細胞周期。在靜止期時，干細胞樣癌細胞可避開具有細胞毒性的化療和放療的作用，因為放化療主要針對的是快速分裂的細胞。

此外，干細胞樣癌細胞還可表現(xiàn)出抗藥性，如表達 ATP 結合盒基因家族的多功能轉運蛋白。

胚胎信號通路也參與干細胞樣狀態(tài)的維持和腦內(nèi)微環(huán)境的相互作用。因此，以 Notch、Hedgehog、Wnt/β-catenin 等胚胎信號通路位靶點，已成為膠質瘤新興的治療方法。

譬如，以 Notch 通路為靶點 的γ- 分泌酶抑制劑。臨床前研究提示，Notch 通路的抑制劑可協(xié)同放療，調(diào)控干細胞樣癌細胞和血管新生。采用γ- 分泌酶抑制劑 RO4929097 聯(lián)合放療或貝伐單抗的臨床試驗已完成，結果正待揭曉。但由于 RO4929097 的藥代動力學特征不佳，此藥的研發(fā)已暫停，但未來的研究正計劃選擇替代性藥物。

免疫治療

除了細胞信號和生長因子的突變之外，部分膠質母細胞瘤的侵襲性與其可逃逸免疫系統(tǒng)的監(jiān)控有關（表 2）。介導免疫系統(tǒng)逃逸的兩個重要的蛋白為細胞毒性 T 淋巴細胞抗原 4 （Cytotoxic T-Lymphocyte Antigen 4，CTLA-4）和程序性細胞死亡蛋白 1 （programmed cell death 1，PD-1），可調(diào)控適應性免疫。

PD-1 與其配體 PD-L1 結合后，下調(diào) T 細胞的活性，對活化的腫瘤特異性 T 細胞的凋亡有增強效應。類似的，CTLA-4 可抑制 T 細胞活性。在黑色素瘤中，單克隆抗體易普利姆瑪（Ipilimumab）和 nivolumab 可分別對 CTLA-4 和 PD-1 具有強效抑制作用，未來將檢測這兩種藥物的聯(lián)合治療對復發(fā)性膠質母細胞瘤的療效。

表 2. 膠質母細胞瘤的免疫治療

正在研發(fā)中的膠質母細胞瘤疫苗是增加患者免疫系統(tǒng)活性的另一種方法。與抗感染疫苗相同，腫瘤疫苗可使免疫系統(tǒng)對某一特殊抗原做好準備。正在開發(fā)的疫苗有兩類：肽疫苗和細胞疫苗。譬如，肽疫苗 Rindopepimut（也稱為 CDX-110）的靶點為腫瘤 EGFRvIII 突變，目前正進行隨機試驗研究。

細胞疫苗依賴于樹突狀細胞，而樹突狀細胞參與細胞介導的免疫反應，是重要的抗原呈遞細胞。收集患者外周血中的樹突狀細胞，在體外暴露于手術切除的、自體腫瘤的研磨液（含抗原）中，再注射回患者體內(nèi)。研究顯示出有淋巴細胞干擾素γ產(chǎn)生、CD4 +T 細胞和 CD8 +T 細胞的腫瘤特異性前體細胞頻率增加、疫苗接種后 CD4 + 腫瘤特異性 T 細胞增加，說明針對樹突狀細胞疫苗存在顯著的免疫反應。

在一項 2 期試驗中，77 名新診斷為膠質母細胞瘤的患者，接受了負載自體腫瘤抗原的樹突狀細胞疫苗的每周注射，治療具有耐受性， 70% 的受試者可達 6 個月無惡化生存期。另有報道一項樹突狀細胞疫苗（DCVax，Northwest Biotherapeutics 公司） 的 1 期和 2 期試驗，現(xiàn)正開展隨機研究。

膠質母細胞瘤免疫治療的發(fā)展面臨著許多挑戰(zhàn)，包括因放療和替莫唑胺、糖皮質激素的免疫抑制作用而導致的淋巴細胞減少，需要進行對癥治療。此外，還需影像學工具明確治療后腫瘤的進展，以及免疫治療后炎癥反應增加。

化療技術的進展

過去 30 年間，根據(jù)最大療效和對腦組織的安全性，放療已有標準劑量和治療時間，放療的技術也有了顯著進步，包括立體定向技術和調(diào)強放療，可對空間進行精確定位和避開正常腦組織，這些技術的進步為復發(fā)性膠質母細胞瘤的再次放射提供了可能。為減少放射性腦壞死和腦水腫的風險，再放射可聯(lián)合貝伐珠單抗，后者可減少血管滲透性和水腫。

一項研究納入了 25 名復發(fā)性惡性膠質瘤的患者，給予低分次立體定向放療（30 Gy 分 5 次）聯(lián)合貝伐珠單抗治療；膠質母細胞瘤的患者，6 個月無惡化生存期為 65%，平均總生存期為 12 個月。

再放射治療目前已在隨機研究中開展，1 期試驗將進一步明確劑量的遞增。如何應用放射達到不同的生物學效應，如解決腫瘤乏氧的抗放射性，正在探討之中，改善的方法包括采用碳離子和質子放療技術，現(xiàn)在亦在隨機試驗研究中（http://www.clinicaltrials.gov）。

研發(fā)替代性給藥方法，透過血腦屏障

治療膠質母細胞瘤的重要問題就是藥物能否透過血腦屏障，一些技術已圍繞該問題展開研究。

動脈內(nèi)應用甘露醇開放血腦屏障在原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)淋巴瘤已有使用，但該技術因治療全程需要進行重復性血管造影，而不具有實踐操作性。

對流 - 加強給藥可通過開顱手術在腫瘤床上放置導管，直接將藥物灌注入腦實質內(nèi)，正壓灌注可在組織內(nèi)產(chǎn)生對流，藥物被動擴散。然而該技術難以給予重復的劑量，此外腦內(nèi)能否達到有效藥物濃度也是一大疑問。

小于 100 nm 的納米粒子可通過對流 - 加強或腦室導管技術直接入腦，在局部進行給藥治療，納米粒子作為載體可增加傳統(tǒng)化療藥物（如替莫唑胺、鹽酸多柔比星、鹽酸伊立替康和硫酸長春新堿）的生物利用度。納米技術也可將含氧化鐵內(nèi)核的磁性納米粒子傳遞入腦，而此種無藥的磁性粒子可在磁場中產(chǎn)生局部高熱，導致局部細胞死亡。

在動物實驗中，超聲是暫時開放血腦屏障相對安全和有效的技術。超聲不能穿透顱骨，所以要將超聲脈沖導入腦內(nèi)，需行開顱手術在硬膜外腔植入一個小的傳感器；在兔的模型中， Evans 藍染可見外滲、MRI 可見釓對比增強，說明該技術可開放局部的血腦屏障。關于植入性超聲設備的研究已進入人體臨床試驗階段。

已知一些病毒可穿越血腦屏障，引起腦炎性感染。目前正在研究溶瘤麻疹病毒治療膠質瘤，開發(fā)出基因工程病毒載體。單純皰疹病毒經(jīng)基因工程改造，可將無毒的抗皰疹前藥轉變成具有細胞毒性的副產(chǎn)物，因此可對腫瘤細胞進入特異性靶向治療。

已進入臨床試驗的另一項膠質瘤的研究，采用誘導型腺病毒載體工程，在 veledimex 配體存在時表達白介素 -12，提高免疫功能。Veledimex 是轉錄因子，為 Rheoswitch Therapeutic System 啟動子，可轉錄 IL-12 靶基因。由于靶基因的表達依賴 Veledimex 的劑量和給予頻率，因此可調(diào)控 IL-12 的表達（“開”和“關”）。如果該方法被證有效，則該策略可用于治療其它腦腫瘤。

正在研究中的替代性載體有間質性干細胞、神經(jīng)干細胞和定向祖細胞系，利用它們對癌細胞的趨化作用傳遞基因或細胞毒性分子，消滅腫瘤。

先進的臨床試驗設計

膠質母細胞瘤的臨床試驗越來越精細、高端。相關研究旨在明確預測性生物標記物，包括組織學、放射學或血漿標記物。當前實體瘤的臨床研究依賴于給藥前后的組織標本，研究有無達到預期目標，觀察新藥的調(diào)控作用。該策略在膠質母細胞的研究中面臨諸多挑戰(zhàn)，由于腫瘤首次切除和再次切除時，樣本常難做冰凍處理因此無法做石蠟包埋。

然而，神經(jīng)影像學技術的進步令間接評估膠質母細胞瘤的血管新生（灌注 MRI）和腫瘤代謝（磁共振波譜可根據(jù)細胞代謝產(chǎn)物 2- 羥基戊二酸非侵入性檢測膠質瘤的 IDH1 突變）成為可能。

雖然其它實體瘤的基因突變試驗越來越多，但膠質母細胞瘤除 EGFRvIII 之外，突變的頻率較低。最近一項復發(fā)性膠質母細胞瘤的臨床試驗，評價了可作為藥物靶點的點突變頻率，38% 患者表現(xiàn)出一個突變，多數(shù)為 EGFR 突變，但每個突變的總頻率較低。該研究表明，基于分子篩選的臨床試驗需要大量受試者才能完成。

此外，很多實體瘤臨床試驗的設計都是針對非特異性突變的，腫瘤的組織學表現(xiàn)各型均有。腦腫瘤的臨床試驗設計也是如此，因為研究者害怕對該患病群體增加額外的毒性。

結論

對于病史長而治愈希望小的疾病，患者和醫(yī)師都熱衷于嘗試新治療。膠質母細胞瘤的遺傳學、分子生物學和免疫學研究急劇增長，對其增殖、血管新生和免疫逃逸機制的了解也在增多，越來越多的治療靶點涌現(xiàn)。這些新興的治療需要根據(jù)患者自身基因突變和蛋白表達而選擇治療人群，隨著臨床試驗的推進、大規(guī)模的篩選受試者，我們很快將明確具有臨床意義的治療。