作者：韩磊，何子俊，方陆雄，宋烨，南方医科大学南方医院神经外科
颅内生殖细胞肿瘤（ICGCTs）是临床少见的颅内高异质性肿瘤，好发于儿童和青少年。2016年WHO中枢神经系统肿瘤分类第四版修订版将其分为生殖细胞瘤（germinomas）和非生殖细胞瘤性生殖细胞肿瘤（NGGCTs）两种类型，后者主要包括胚胎性癌（embryonal carcinoma）、卵黄囊瘤［yolk sactumor，亦称内胚窦瘤（embryo sinus tumor）］、绒毛膜上皮癌（choriocarcinoma）、畸胎瘤（teratoma，成熟型、未成熟型和畸胎瘤恶性转变型），以及混合性生殖细胞肿瘤。
其中，生殖细胞瘤是颅内生殖细胞肿瘤的主要类型，占所有类型的50%~70%，对放化疗敏感，患者10年生存率可逾90%；而对NGGCTs中的成熟畸胎瘤的治疗首选外科手术，大多数患者预后良好，其余类型恶性程度较高，对放化疗不敏感，虽然目前可供选择的治疗方法有多种，但距临床预期疗效仍相差甚远。由此可见，颅内生殖细胞肿瘤的治疗与其组织学类型密切相关，而组织学分型正确与否则关乎治疗方案的制定以及患者预后。
目前，颅内生殖细胞肿瘤的病理诊断主要依靠手术或组织活检术，而临床诊断则需结合临床表现、影像学检查和
1.组织学标志物
1.1常用组织学标志物
大量研究业已证实，甲胎蛋白（AFP）、人绒毛膜促性腺激素（hCG）、胎盘碱性
（1）AFP和hCG：AFP主要由胚胎时期的卵黄囊和肝脏产生，在成人中表达水平较低，排除妊娠的情况，成人若出现血清AFP水平升高，往往提示肝癌或生殖细胞肿瘤。而hCG则是一种包含α和β两种亚型并由胎盘合体滋养层细胞分泌的糖蛋白激素，其中α亚型（α-hCG）因与黄体生成素（LH）和卵泡刺激素（FSH）具有共同的结构，缺乏特异性，故不具备临床诊断价值；而β亚型（β-hCG）由于可以诱导产生特异性抗体而被广泛应用于妊娠、妊娠相关性疾病，以及生殖细胞肿瘤的诊断。
早在20世纪70~80年代，即有研究显示AFP和hCG对颅内生殖细胞肿瘤的诊断和疗效评估具有重要价值。1992年，Ho和Liu对51例颅内生殖细胞肿瘤患者的手术切除组织标本进行组织病理学研究，结果发现，AFP分别在83.33%（5/6）未成熟畸胎瘤、100%（5/5）内胚窦瘤和66.67%（4/6）混合性生殖细胞肿瘤患者中呈阳性表达，然而其在生殖细胞瘤（23例）、成熟畸胎瘤（2例）及绒毛膜上皮癌（2例）表达阴性；hCG仅在100%（2/2）绒毛膜上皮癌和66.67%（4/6）混合性生殖细胞肿瘤患者中表达阳性，在其他颅内生殖细胞肿瘤类型中均不表达，提示这两种标志物可作为颅内生殖细胞肿瘤不同亚型之间的鉴别诊断，而且目前仍为临床诊断中的经典标志物。
（2）PLAP：是一种主要表达于胎盘和子宫内膜的碱性磷酸酶，其编码基因属于四种碱性磷酸酶同工酶组成的多基因家族，其功能为催化磷酸单酯水解。有研究表明，部分颅内生殖细胞肿瘤患者PLAP表达水平明显升高。一项对23例原发性颅内生殖细胞肿瘤患者组织标本进行的免疫组化研究显示，76.47%（13/17）的生殖细胞瘤患者肿瘤细胞胞膜表达PLAP，而且阳性细胞均呈空泡状，提示PLAP可能是一种特异性标志物；亦有文献报道，约有80.65%（25/31）的单纯生殖细胞瘤患者PLAP表达呈强阳性。
（3）OCT4、CD30和CD117：OCT4是由POU5F1基因编码的转录因子，在胚胎发育过程和维持干细胞多能性中发挥重要作用；CD30为细胞凋亡的正性调控因子，主要与限制自身反应性CD8效应性T细胞（Teff）的增殖和抑制自身免疫反应等过程有关；CD117是巨细胞生长因子（MGF）的3型跨膜受体，KIT基因突变与多种肿瘤进展及不良预后相关。
Iczkowski等发现，OCT3/4对鉴别胚胎性癌、生殖（精原）细胞瘤与其他颅内生殖细胞肿瘤的特异度高达94%，提示OCT3/4可能是诊断颅内生殖细胞肿瘤的潜在组织学标志物。卢德宏教授团队分别对OCT4、CD30、CD117在颅内生殖细胞肿瘤患者中的表达情况进行分析，其结果显示：OCT4在所有（8/8）生殖细胞瘤、87.50%（7/8）胚胎性癌和16.67%（1/6）卵黄囊瘤患者的组织标本中表达阳性，在13例畸胎瘤中无表达，而在25例非颅内生殖细胞肿瘤患者中仅1例透明细胞癌患者表达阳性，提示OCT4是多种颅内生殖细胞肿瘤的敏感且特异的标志物。
该项研究还表明，OCT4、CD117和CD30联合应用可提高生殖细胞瘤和卵黄囊瘤的诊断与鉴别诊断阳性率。此外，CD117也被认为是诊断生殖细胞瘤的高敏感性组织学标志物，其在颅内生殖细胞瘤中呈强阳性表达。Gao等的一项组织病理学研究显示，在27例颅内生殖细胞肿瘤（生殖细胞瘤22例，胚胎性癌、未成熟畸胎瘤和绒毛膜癌各1例，混合性生殖细胞肿瘤2例）患者中，22例单纯生殖细胞瘤患者CD117、OCT3/4呈高表达，1例胚胎性癌患者CD30表达阳性；Takeshima等和Miyanohara等的研究也支持生殖细胞瘤广泛表达CD117的结论。
（4）SALL4：是一种锌指蛋白转录因子，参与人类胚胎发育、维持干细胞多能性以及自我更新等重要生理过程，是临床诊断颅内生殖细胞肿瘤的常用免疫组化指标。一项旨在观察SALL4临床诊断价值的研究显示，SALL4在生殖细胞瘤（49/49）、胚胎性癌（7/7）和卵黄囊瘤（27/27）患者中的阳性率均为100%，在畸胎瘤（9/14）、绒毛膜上皮癌（2/3）分别为64.29%和66.67%，但原发性非生殖细胞性肿瘤患者则无一例表达（0/99），表明SALL4诊断颅内生殖细胞肿瘤具有较高的敏感性和特异性；而且，SALL4阳性细胞所占比例在卵黄囊瘤中约为84%，远高于AFP的45%，是一种具有潜力的肿瘤标志物。
此外，癌胚抗原（CEA）及细胞角蛋白（CK）也是常用于辅助诊断颅内生殖细胞肿瘤的标志物，但目前对这两种蛋白质的诊断与鉴别诊断效率尚存争议，有待更多的研究证据进一步证实其临床应用价值。
1.2其他组织学标志物
（1）细胞周期相关标志物：人体细胞的正常增殖活动有赖于细胞周期的稳定调控，而细胞周期的调控与多种因子相关，一旦失调则会造成细胞异常增殖，甚至诱发肿瘤。颅内生殖细胞肿瘤的发生发展与多种细胞周期调控因子表达异常有关，包括细胞周期素D2（CCND2）、成视网膜细胞瘤基因（RB）、转化生长因子-β（TGF-β）等。
Terashima等认为，CCND2（12p13）和RB1（13q14）可能参与颅内生殖细胞肿瘤的发病过程，二者在此类肿瘤中可发生频繁改变，即基因拷贝数的获得或者缺失。一项实时逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）研究，分别针对30例颅内生殖细胞瘤和30例NGGCTs患者的手术切除组织标本进行分析，发现TGFB2基因表达水平在单纯生殖细胞瘤、成熟畸胎瘤和恶性生殖细胞肿瘤（MGCTs）之间存在统计学差异（F=3.713，P=0.050），两两比较显示，TGFB2基因在恶性生殖细胞肿瘤患者中表达最高，提示该基因可作为鉴别恶性生殖细胞肿瘤的标志物，而且针对单纯生殖细胞瘤和NGGCTs的交叉验证表明，TGFB2对二者的鉴别诊断度超过70%。
（2）细胞衰老与凋亡相关标志物：细胞衰老及凋亡与多种基因的表达变化有关，其中p21和p53分别为细胞衰老和凋亡过程中的重要基因，二者与颅内生殖细胞肿瘤的发生发展相关。根据免疫组化研究结果，约有20%（7/35）的颅内生殖细胞肿瘤患者P21表达阳性，其中恶性生殖细胞肿瘤患者阳性率可高达80%（4/5），推测P21表达异常可能是恶性生殖细胞肿瘤患者对放化疗不敏感且预后不良的原因；此外，所纳入的颅内生殖细胞肿瘤患者P53阳性率明显高于P21，高达94.29%（33/35）。
Kim等通过显微解剖技术对19例颅内生殖细胞肿瘤病例进行研究，经对特定亚型进行显微解剖后，利用双脱氧指纹图谱（ddF）筛选DNA序列中发生基因突变的p53基因，结果显示：约26.32%（5/19）的患者存在p53基因突变，包括4个错义突变和2个沉默突变，而且错义突变主要发生于恶性生殖细胞肿瘤，但生存者（3/13）错义突变率与死亡病例之间差异并无统计学意义。因此该作者认为，p53基因突变可能仅与颅内生殖细胞肿瘤，尤其是非生殖细胞瘤性恶性生殖细胞肿瘤的发生具有关联性，而与患者预后无明显联系。针对P53的免疫组化研究发现，75%（12/16）的颅内生殖细胞肿瘤患者过表达P53，单链构象多态性分析（SSCP）测序结果显示，6.25%（1/16）患者的肿瘤组织中存在p53基因突变，但广泛性P53过表达与治疗反应无明显关联性，提示p53基因突变和表达水平升高可能对颅内生殖细胞肿瘤的发生具有重要意义。
（3）其他标志物：LIN28、正性调节区锌指蛋白14（PRDM14）、平足蛋白（podoplanin）、巢蛋白（Nes）等蛋白质的异常表达，可能参与颅内生殖细胞肿瘤的发生发展。RNA结合蛋白LIN28参与人类胚胎发育过程，与颅内生殖细胞肿瘤的发生发展密切相关。根据一项观察LIN28表达变化的组织病理学研究结果，单纯生殖细胞瘤（48例）、胚胎性癌（7例）和卵黄囊瘤（26例）患者的肿瘤组织中LIN28表达均呈阳性，其中大多数呈强阳性；绒毛膜上皮癌（5/6）和未成熟畸胎瘤（8/13）患者中大部分（>70%）表达阳性，而绝大多数成熟畸胎瘤（14/15）患者表达阴性，表明LIN28可能是辅助诊断颅内生殖细胞肿瘤，尤其是对单纯生殖细胞瘤、胚胎性癌和卵黄囊瘤较为敏感且特异的肿瘤标志物。
李亚飞等发现，高水平的LIN28可影响微小RNA（miRNA）的表达或调控，以及mRNA转录翻译过程，从而诱导正常细胞发生恶性转化，促进恶性肿瘤的增殖和转移。作为生殖细胞增殖和分化过程中的关键因子，LIN28与人类睾丸生殖细胞肿瘤的发生与恶性变密切相关，可作为一种稳定的生殖细胞标记因子。
转录调控因子PRDM14是含B淋巴细胞诱导成熟蛋白1（BLIMP1或PRDI-BF1）和
单核苷酸多态性（SNP）和实时定量聚合酶链反应（qRT-PCR）基因组学分析也发现，颅内生殖细胞肿瘤（62例）患者呈现PRDM14基因的频繁获得，提示该基因可能是颅内生殖细胞肿瘤发展过程中的重要因子。平足蛋白是一种黏蛋白样跨膜唾液酸糖蛋白，在肺癌、
Mishima等对62例颅内生殖细胞肿瘤（62例）患者的平足蛋白表达变化进行观察发现，97.56%（40/41）生殖细胞瘤和70.59%（12/17）未成熟畸胎瘤患者中呈阳性表达，而NGGCTs患者均表达阴性，提示平足蛋白是诊断颅内生殖细胞瘤的高敏感性和高特异性标志物，同时也可能是潜在的抗体治疗靶点。巢蛋白作为神经干细胞标志物之一，是一种中间丝蛋白，与颅内生殖细胞肿瘤之间关系密切。
Sakurada等对19例颅内生殖细胞肿瘤的免疫组化研究显示，部分（3/9）单纯生殖细胞瘤和成熟畸胎瘤（2例）患者不表达巢蛋白，而其他类型均有表达，该作者还认为，巢蛋白与颅内生殖细胞肿瘤的扩散与进展有关。
2.血清和（或）脑脊液肿瘤标志物
目前可用于临床诊断与鉴别诊断的免疫组化标志物种类繁多，但是由于颅内生殖细胞肿瘤部位特殊且大多部位较深，活检难度大、风险高，其中仅有部分患者符合外科手术适应证，导致获取组织标本困难，故血清和（或）脑脊液肿瘤标志物对辅助诊断亦具有重要意义。目前临床常用的血清和（或）脑脊液标志物主要为AFP、β-hCG，此外还有一些潜在的标志物如PLAP、CD117等仍在研究中。
（1）AFP和hCG：与组织学标志物相同，AFP和hCG均为经典的肿瘤标志物，是颅内生殖细胞肿瘤诊断与分型的重要辅助手段，β-hCG因可诱导产生特异性抗体，故临床上大多以β-hCG作为检测指标。AFP和β-hCG不仅能够辅助诊断颅内生殖细胞肿瘤，以及作为制定治疗方案的参考依据，同时也是评估疗效的重要手段。
目前用于辅助颅内生殖细胞肿瘤早期诊断的公认参考值范围是：脑脊液AFP≥3.80ng/ml、血清AFP≥25ng/ml；脑脊液β-hCG≥8.20IU/L、血清β-hCG≥2.50IU/L，与既往常用参考值范围（AFP≥25ng/ml、β-hCG≥50IU/L）相比，上述参考值不仅提高了诊断的敏感性和特异性，而且减少了误诊与漏诊。血清和（或）脑脊液中AFP和hCG水平还是预测颅内生殖细胞肿瘤患者预后的重要依据之一，在欧洲和北美地区，AFP和β-hCG水平甚至作为颅内生殖细胞肿瘤分类的依据，AFP≥10ng/dl（或高于正常值）和（或）β-hCG≥50IU/L（或高于正常值）为分泌型，反之则为非分泌型。
作为颅内生殖细胞肿瘤的经典肿瘤标志物，血清和（或）脑脊液AFP和β-hCG水平也是评价放化疗疗效的重要指标。早在上世纪80年代即有研究表明，血清AFP和hCG水平有助于推测颅内生殖细胞肿瘤类型，且与患者预后密切相关。Seregni等认为，结合AFP和β-hCG水平升高，以及MRI检查结果，可以辅助诊断，同时，在治疗过程中观察AFP和β-hCG是否降至正常或可预测的治疗效果。而在Kawaguchi等的研究中，通过新辅助化疗期间AFP和hCG表达水平呈对数降低并最终达到正常参考值范围的现象，可从高度恶性的颅内生殖细胞肿瘤类型中鉴别预后良好的亚组。
2016年，Sasagawa等报告1例hCG治疗的垂体性腺功能减退症病例，治疗期间其颅内生殖细胞肿瘤体积迅速增大，最终组织病理学检查提示为未成熟畸胎瘤，说明hCG可能与颅内生殖细胞肿瘤的发展密切相关。但晚近研究提出新的观点，Takami等通过对94例颅内生殖细胞肿瘤患者组织标本的研究发现，93.33%（84/90）的患者β-hCGmRNA表达水平升高，而血清或脑脊液检测β-hCG阳性比例却远低于组织学检测结果。目前对于出现这一结果的机制尚不明确，因此血清和（或）脑脊液β-hCG异常变化对颅内生殖细胞肿瘤的临床意义仍有待进一步验证。Bourdillon等发现，部分颅咽管瘤患者亦可表现为血清和（或）脑脊液β-hCG表达阳性，因此对于hCG阳性的
（2）PLAP：Aihara等对74例颅内生殖细胞肿瘤患者脑脊液PLAP表达水平的研究提示，所有单纯生殖细胞瘤患者（38例）脑脊液PLAP表达水平均显著升高，说明脑脊液PLAP是一种具有高度特异性的肿瘤标志物，其对单纯生殖细胞瘤的诊断可信度可与组织病理学相媲美。
另一项免疫组化研究共纳入76例颅内生殖细胞肿瘤病例，通过5种不同抗体的免疫组化染色，分别观察不同类型肿瘤阳性率、细胞形态以及着色特点，结果显示，生殖细胞瘤患者PLAP阳性率为81.82%（45/55），其胞膜着色，胞质不着色，肿瘤细胞呈空泡状，提示PLAP对颅内生殖细胞肿瘤具有很好的鉴别诊断意义。由于目前对血清或脑脊液PLAP的临床研究较少，检测方法亦不十分成熟，故尚未在临床推广应用，作为非常规检测指标，其临床价值仍有待更进一步验证。
（3）miRNA标志物：是一类长度约为21个核苷酸的小分子RNA，一般呈单链排列，不编码蛋白质，而是作为基因表达调控因子，通过转录后对经过加工形成成熟mRNA的过程进行调节，从而调控细胞增殖、凋亡、个体发育等多个生理过程。研究表明，miRNA-371~373和miRNA-302在所有颅内生殖细胞肿瘤中均呈高表达，提示这些miRNA作为辅助诊断手段具有重要意义。
Hsieh等针对颅内生殖细胞肿瘤的球状DNA甲基化进行分析，发现miRNA-214-3p可通过降低促凋亡蛋白Bcl2样11（Bcl2-like11）的表达，诱导肿瘤细胞对
（4）其他：Miyanohara等发现，单纯生殖细胞瘤患者CD117表达水平明显高于畸胎瘤和NGGCTs。
3.其他
用于颅内生殖细胞肿瘤的辅助诊断方法血循环肿瘤细胞（CTCs）及
此外，作为一种临床常见的检测手段，脑脊液细胞学检测还有助于明确诊断、判断播散情况。
4.总结与展望
目前肿瘤标志物在颅内生殖细胞肿瘤诊断、预后评估和疗效监测方面的应用仍以免疫组化标志物检测为主，血清和（或）脑脊液标志物的应用尚未在临床普及。然而，颅内生殖细胞肿瘤的生物学特点决定了血清和（或）脑脊液高敏感性和高特异性标志物在诊断与鉴别诊断中不可或缺的地位，尤其在减小患者手术创伤方面意义重大，是今后研究的方向之一。
另一方面，目前已经在临床应用的标志物大多具有局限性，单一性肿瘤标志物诊断颅内生殖细胞肿瘤的效果仍存在严重缺陷，多种肿瘤标志物的联合应用将有助于提高诊断的准确性，如何制定高敏感性和高特异性联合方案，也将成为今后关注的重要课题。相信随着对颅内生殖细胞肿瘤分子机制研究的深入，会有更多的肿瘤标志物被发现，从而为颅内生殖细胞肿瘤的早期诊断、组织分型、治疗及预后提供理论基础。
来源：韩磊,何子俊,方陆雄,宋烨.颅内生殖细胞肿瘤标志物研究进展[J].中国现代神经疾病杂志,2020,20(04):263-269.
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