成釉细胞瘤靶向治疗靶点及相关药物研究进展
2024-07-17 来源:现代肿瘤医学

作者:杨梦源,张旭东,河北医科大学口腔医学院·口腔医院口腔颌面外科

 

成釉细胞瘤(ameloblastoma,AM)是来源于上皮的牙源性良性肿瘤。症状主要包括肿块缓慢生长,咬合偏斜,牙齿松动,感觉疼痛和不适。由于其较高的复发率及局部侵袭等特点,目前仍是口腔颌面部肿瘤中危害患者健康的首要疾病之一。其好发于下颌骨,但发生于上颌骨的AM由于骨质薄弱,更容易引起局部侵袭和术后复发。

 

世卫组织根据AM对治疗的影响,将其分为实性(多囊型)、单囊型、促结缔组织增生型和周围型,实性(多囊)型AM 比单囊和外周AM 更具侵袭性,术后复发率更高。组织学分类可将AM 分为滤泡型、丛状型、棘瘤型、颗粒细胞型、基底细胞型和结缔组织增生型,其中滤泡型和丛状型AM 最常见。AM 主要在年轻人中发现,中位年龄约为35 岁,性别与发病率无明显相关性,儿童病例偶有报道。

 

当前成釉细胞瘤的最佳治疗是广泛的整块扩大切除,多数学者建议以扩大切除边缘1 ~ 1.5 cm正常组织为宜。依据手术部位及病情程度的不同可分为上颌骨部分切除术、全上颌切除术、下颌骨边缘性截骨术和下颌骨节段性截骨术。鉴于手术切除不彻底容易复发,多次复发可能出现肿瘤转移和恶变的风险,将靶向治疗和放射治疗结合也可获得控制效果。

 

靶向治疗是近些年新兴的肿瘤精准化治疗手段,因其无手术创伤等优点而广受关注。本文将目前已知的AM 高频基因靶点与相关重要通路结合论述AM 基因层面致病机理,并与相关靶向药物及临床应用实例结合论证靶向治疗对AM 治疗的意义与前景,旨在提供研究思路和方向。

 

1.AM 生长侵袭相关靶点

 

肿瘤相关基因的激活或沉默是诱导肿瘤发生发展的基础动力,原癌基因的活化或抑癌基因的沉默使肿瘤细胞失去自我调控基质,大量异常增殖,最终形成肿瘤。人为通过药物针对相应基因位点进行精确靶向刺激,使其高表达或低表达,是目前肿瘤治疗程序中除手术扩大切除、放射疗法外的又一已被证明有效的肿瘤治疗手段。

 

靶向治疗被定义为针对肿瘤细胞分子或特定肿瘤相关细胞分子的生存干扰,以阻止肿瘤的发生和发展,与传统化疗不同,靶向治疗不会干扰所有细胞的快速分裂,而是通过靶向识别,对关键节点进行精准打击。

 

近年来,随着分子生物学的不断发展,基于分子基础的精准靶向治疗包括小分子靶向治疗、单克隆抗体、治疗性肿瘤疫苗、基因疗法等逐渐应用于临床。目前已证实有效的靶向治疗包括:奥拉帕尼通过抑制表皮生长因子受体(epithelial growth factor receptor,EGFR),使非小细胞肺癌胰腺癌细胞停止分裂,引导肿瘤细胞凋亡,贝伐单抗、舒尼替尼可通过靶向血管内皮生长因子阻断瘤内新血管生成。而AM 相关靶点研究较少,靶向药物临床应用不足,具有丰富的研究价值。

 

1.1 原癌基因

 

原癌基因是指在肿瘤发生发展过程中起到推进作用的基因,肿瘤中的原癌基因受信号刺激使其高表达活化后,通过直接调整细胞周期或激活生长分裂信号通路,抑制细胞增殖限制细胞凋亡来促进肿瘤发展及转移。鼠类肉瘤病毒癌基因同源物B1(v - raf murine sarcomaviral oncogene homolog B1,BRAF)位于人7 号染色体上,由18个外显子构成,来源于迅速加速纤维肉瘤激酶(rapidly accelerated fibrosarcoma,RAF)家族,被IKAWA 等人于1988 年在人尤文肉瘤中发现并提取,后被确认为原癌基因的一种。

 

RAF 激酶家族是20 世纪80 年代最早被描述的肿瘤相关蛋白之一,由结构相似的蛋白ARAF、BRAF 和CRAF构成,当上游大鼠肉瘤蛋白( rat sarcoma, RAS) 被三磷酸鸟苷(guanosine triphosphate,GTP)结合后激活,引发丝氨酸苏氨酸激酶级联放大效应,经RAS - RAF - MAPK 级联反应后,可进一步激活转录因子。

 

BRAF 即上述通路过程中具有最强激酶活性的丝氨酸/ 苏氨酸激酶之一。与人类肿瘤疾病相关的BRAF 突变有40 余种,目前已发现BRAF 基因变异多位于V600E 位点(占所有BRAF 突变的90%)。BRAF目前已被证实在多种肿瘤中变异,包括黑色素瘤、非小细胞肺癌、朗格汉斯细胞组织细胞增生症、结直肠癌、乳头状甲状腺癌乳腺癌等。

 

2014 年,BROWN 等人利用等位基因特异性聚合酶链式反应(allele - specific polymerase chain reaction,allele - specific PCR)等方式分析50 例AM患者标本,发现BRAF、SMO 等多个突变基因,其中BRAF 突变率最高,在50 例中发现31 例BRAF 突变(62%),在40 例非成釉细胞瘤牙源性肿瘤中,采用相同方式分析,并未发现BRAF 突变。

 

SWEENEY 等人分析28 例AM 患者,发现其中BRAF 突变数为13 例(46%),并提示下颌AM 患者BRAF突变率更高(9/13,69%)。KURPPA 等研究23 例AM 标本,其中15 例发生BRAFV600E 突变(63%)。以上结果证实,BRAFV600E 可认为是AM 发生发展的高发突变位点。该位点在含牙囊肿、根端囊肿中未见突变,在结合临床、影像及病理特点,可作为辅助单囊型AM 的诊断标准。但BRUNNER 的研究发现,BRAFV600E 位点突变并非在AM 中特有,而是在成釉细胞纤维-牙本质瘤、成釉细胞癌、成釉细胞纤维瘤、牙源性钙化囊性瘤等具有成釉细胞形态的牙源性肿瘤中共有。

 

在2014 年SWEENEY 等的研究中,AM 中除发现BRAF 的高突变率外,平滑同源物基因(smoothened,SMO)是排在第二位的高突变基因(39%)。该基因编码SMO 蛋白,该蛋白是音猬因子(Sonic Hedgehog,SHH)通路中关键因子。SWEENEY 和BROWN 等的研究中发现,SMO 常与RAS、FGFR2、CTNNB1、PIK3CA 和SMARCB1 同时发生突变。关于SMO 突变位点的研究目前难以统一,仍可作为研究热点。

 

由此可见,SMO 已被证实为AM 相关基因,可作为治疗靶点,并因其与其他基因共同突变的特点,可指导多靶点联合用药治疗。RAS 是公认的原癌基因之一,也是最早发现的人类原癌基因。研究显示在30% 的人类癌症中发现RAS,其含KRAS/ HRAS/ NRAS 三种亚型。AM 在位于第12 密码子上的KRAS 位点突变率较高,包括G12D、G12V、G12R 突变可发生在牙源性腺瘤中。其中精氨酸- 甘氨酸(Arg - to - Gly,G12R)突变常见于AM。

 

胰岛素样生长因子2(IGF2)受KRAS 突变被激活,进一步促进BRAF 突变后引起的肿瘤细胞增殖。沉默Toll 样受体2(toll - like receptors,TLR2)可造成KRAS 失活。表明TLR2 可能与成釉细胞瘤细胞活性相关。近年来人们尝试阻止KRAS 与GTP 结合,但因二者亲和力高,GTP 细胞质丰度高,导致该研究难以进展。最近对于G12C 及G12D 靶向抑制剂的研究已有初步成果。

 

最新研究显示考比替尼(cobimetinib)结合吉西他滨(gemcitabine) 对于KRAS G12R 突变疾病具有临床疗效。除上述高频突变位点外,雄性性别决定基因相关高泳动类非组蛋白2 [SRY(Sex - determining region Y) - relatedHMG(high mobility group) box gene 2,SOX2]是维持胚胎及成体干细胞干性的重要基因,该基因在肿瘤的发展、侵袭、转移及抗药性方面发挥重要促进作用。

 

近期研究发现,SOX2 在牙源性肿瘤中高表达并具有时间依赖性,AM 中SOX2 同样可发挥其促肿瘤作用,表达比例约占26.7% ,并且BRAFV600E 突变会加剧SOX2 在AM 中的增殖。激活蛋白-1(activator protien - 1,AP - 1)是由c - Fos、c - Jun或激活转录因子(activating transcription factor,ATF)组成可控制细胞活性的异二聚体。钟鸣等人的实验发现,c - Fos 在AM 明显高表达(91.5%)。同样,HEIKINHEIMO 等的实验发现AM 中c - Fos 表达量可达8 ~14 倍。

 

提示c - Fos可能是影响AM 的关键因子。由于c - Fos 在人神经系统中起重要作用,推测目前不能使用全身靶向治疗,在局部精准靶向技术应用的将来可作为靶点使用。肾母细胞瘤1 基因(Wilms tumor 1,WT -1)最初被认为是肾母细胞瘤的始发基因,但随着进一步研究发现其在多种疾病中表现活跃。BOLOGNA - MOLINA 通过一项168 例AM 的研究显示超过半数的AM 中WT1 高表达(54.7%),免疫组化显示实体型AM 中表达率最高(76.1%),表示WT1 影响AM 发病机制是通过在不同组织学类型中表达水平差异实现的。KHALELE 对20 年的回顾分析中也表示WT1 可能在成釉细胞瘤的发生中发挥重要作用。

 

1.2 抑癌基因

 

抑癌基因通常指对肿瘤发生发展起反向作用的基因,其高表达可影响相关酶或通路活性,引起肿瘤生长或侵袭抑制,有利于患者的预后。包括:肺癌肿瘤阻抑基因(tumorsuppressor in lung cancer 1,TSLC1)、具有Kazal 基序的逆转诱导富含半胱氨酸的蛋白质(reversion - inducing cysteine - richprotein with kazal motifs,RECK)、10 号染色体上缺失的磷酸酶/ 紧张素同系物(phosphatase and tensin homolog deleted onchromosome ten,PTEN)、结肠腺瘤样息肉基因(adenomatouspolyposis coli,APC)、TP53、p16、L - myc、人8 - 鸟嘌呤DNA糖苷酶(HOGG1)等。

 

RECK 是近些年发现的新型抑癌基因,在所有细胞中表达,RECK 蛋白可抑制基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)活性,MMP 具有促血管生成及细胞外基质杀伤功能。研究表明,RAS 表达可引起RECK 下调,引起肿瘤早期发展。LIANG 等的研究发现RECK 的过表达可明显抑制AM 侵袭。KUMAMOTO 等发现滤泡型AM 中RECK 的表达量较丛状型更低。本课题组研究采用30 例AM 和10 例对照实验发现,RECK 基因多态性与AM 的增殖、浸润及复发关系密切。

 

PTEN 是由403 个氨基酸组成的具有磷酸酶活性的蛋白质。其通过磷酸化作用抑制磷酸肌醇3 - 激酶/ 蛋白激酶B(PI3K/ Akt)通路的促癌作用,免疫组织化学实验发现PI3K/ Akt 的高表达和PTEN 的低表达与AM 的发生发展密切相关。TSLC1 是免疫球蛋白超家族的细胞间黏附分子。多域结构的TSLC1 在肿瘤抑制网络的形成中发挥重要作用。USAMI 等人发现在牙齿发育过程中,TSLC1 蛋白存在于帽状期的牙釉质上皮中及钟状期的成釉细胞中,但在AM 患者中却几乎无表达(6%)。TSLC1 可能作为一种新的成釉细胞间黏附因子,在AM 患者中下调。

 

TSLC1 可作为新的AM 治疗潜在靶点进行研究。APC 基因缺失可导致家族性腺瘤性息肉病(familial adenomatous polyposis,FAP),其通过对Wnt/ β- catenin 通路的负调控作用调控细胞增殖分化。SIRIWARDENA 等通过对AM 标本的基因突变分析免疫组化实验发现,AM 患者APC 发生低表达(50%),β - catenin表现为高表达。可见APC 具有作为AM 治疗靶点的研究前景。

 

2. AM 重点基因致病机理及相关通路

 

研究表明,正常的牙齿发育与丝裂原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶(mitogen - activated protein kinase/ extracelluar signal regulated kinase,MAPK)、Wnt 通路(wingless -type MMTV integration site pathway)、SHH 等通路密切相关。作为已被证实在AM 中具有高突变率的BRAF 基因,当其第15 个外显子的核苷酸1 799 处发生胸腺嘧啶腺嘌呤颠倒,导致表达产物第600 位的缬氨酸由谷氨酸代替,即BRAFV600E 发生替代突变后,BRAF 蛋白激酶活性增大,使MAPK信号通路持续活化,在磷酸化影响下,细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)易位至细胞核,持续激活核内转录因子,导致AM 肿瘤细胞失控状态下大量增殖、分化,形成肿瘤并持续进展。

 

SANDRA 等人发现,生长因子MK 对上述过程中磷酸化起促进作用,而PD98059(MEK1 抑制剂)可以抑制这种磷酸化。除BRAF 外,上游基因RAS 和MAPK 信号的膜结合激活剂FGFR2 在28% 的AM 中发生突变。由此可见,MAPK 通路相关靶点的调节对AM 的治疗和预后仍存在很大研究空间。SMO 及Patched(PTCH)形成的受体复合物可由SHH 通路激活,SHH 通路多在生长发育高峰期活跃,对牙胚的形成和定位起积极作用,在成人多数沉默。

 

故通常情况下,SHH 受体不会与PTCH 结合,呈现空虚状态,PTCH 作为抑癌基因,在无SHH 信号干扰时,与SMO 形成异源二聚体受体复合体,阻止SMO 与细胞表面受体结合以抑制SMO 的催化作用;当PTCH 与SHH 结合后,失去对SMO 的抑制作用,SMO定位至细胞表面,在磷酸化作用下,激活下游胶质瘤相关(glioma - associated Gli)家族的锌指转录因子,包括Gli 1、Gli2 和Gli 3,可正向调节细胞周期和增殖频率,对AM 的形成及发展起重要促进作用。

 

KUMMAOTO 等人证实了SHH、PTCH1、SMO 和Gli1 在AM 肿瘤细胞中的表达中高于间质细胞,并认为SHH 的作用集中于AM 的上皮- 间充质相互作用和细胞增殖。除此以外,有研究发现SHH 中和抗体可诱导AM 细胞凋亡,即SHH 激活不仅促进AM 细胞增殖,并抑制AM 细胞凋亡。

 

过往研究证实Wnt 通路与AM 等牙源性肿瘤密切相关。Wnt -5a(wingless - type MMTV integration site family member 5a)是Wnt 家族的一员,与细胞分化、迁移功能有关,通常Wnt - 5a 在正常牙胚颈环的釉质上皮细胞中高表达。SUKARAWAN 等人的研究揭示了Wnt - 5a 在人AM上皮隔中的高表达率(88%),并证明其高表达与年龄、性别、肿瘤部位和亚型无关,由此推断牙胚发育过程中颈环的釉质上皮残余物是AM 的起源细胞,除此以外,该研究还通过抑制Wnt -5a 的表达验证了Wnt - 5a 与肌动蛋白重排呈正相关,即当Wnt -5a 高表达时,可促进细胞边缘形成片状脂膜和丝状伪足,引起肿瘤的侵袭与迁移。

 

另外,SIAR 等人的研究证实Wnt -1 在AM 外周组织中高表达,同样引起瘤细胞凋亡抑制,有利于肿瘤发展和局部侵袭。上述抑癌基因APC 通过对Wnt/ β - catenin 通路的负调控作用控制AM细胞增殖分化,当其与轴抑制蛋白(axis ihibition protein,Axin)的结合序列缺失,难以与糖原合成酶激酶- 3β(glycogensynthase kinase - 3,GSK - 3β)、酪蛋白激酶I(casein kinase1,CK1)和Axin 形成磷酸化复合体,可导致胞质内游离态β- catenin 降解受阻而过量积聚,引起c - myc 等癌基因过度激活,造成AM 细胞大量增殖,甚至引发癌变。

 

3. AM 相关靶向药物及治疗前景

 

近年来,随着AM 相关靶点的陆续发现,相关靶向药物如维莫非尼、达拉菲尼等已初步应用于AM 临床治疗,并取得预期效果。本文总结10 年内AM 相关靶点药物使用情况及AM 靶向药物临床应用病例详情并进行病例讨论分析。

 

3.1 BRAF 抑制剂

 

3.1.1 维莫非尼

 

BRAFV600E 已被证实在AM 中作为高突变位点存在,可将其作为治疗靶点,利用非手术方法,对其特异性阻断以达到治疗效果。目前,BRAFV600E 靶向抑制剂维莫非尼(vemurafenib,又称维罗非尼)于2011 年获得美国食品药物管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准后大量应用于临床BRAFV600E 突变相关疾病,其对BRAFV600E 具有高度特异性,在转移性黑色素瘤的治疗中疗效明显。BROWN 等人的研究指出,维莫非尼可使在AM 中已被BRAF突变激活的下游p - MEK 和p - ERK 位点受到抑制。

  

FERNANDES 等报道了一例诊断为左下颌骨AM 的29岁女性,在20 多年间进行了多次手术治疗后仍有复发,分子检测发现BRAFV600E 突变后使用维莫非尼,影像学检测显示其病变在11 个月后逐渐变小,患者自觉症状明显消退。BROUDIC 等报道了一例33 岁的白人女性患有术后复发伴肺转移的丛状型AM,使用维莫非尼3.5 个月症状逐步缓解,28 个月后肿瘤明显减小。

 

上述使用维莫非尼治疗的患者出现的副作用包括不同程度的关节痛、皮疹、恶心、厌食、疲劳等。另有研究发现,由于蛋白通路的反常激活,使用维莫菲尼大约6 ~8 个月后会出现明显耐/ 抗药性,且维罗非尼有概率促进局部皮肤鳞状细胞癌的进展,因此,维莫非尼与其他如放射疗法等结合使用及其保守使用是目前研究重点。研究表明,维莫非尼和丝裂原活化的细胞外信号调节激酶(mitogen - activated extracellular signal regulated kinase,MEK)通路抑制剂考比替尼(cobimetinib)的联合使用对于不可切除的转移性黑色素瘤有明显疗效。由于AM 的分子发病机制涉及MEK 通路,故二者结合对于AM 的疗效值得期待。

 

3.1.2 达拉菲尼

 

TAN 在2016 年报道了一例患滤泡型+ 丛状型AM 的83岁老年男性使用达拉菲尼的治疗情况,该患者的肿瘤直径在16 周的疗程后减小90%,除轻度皮肤角化外未报道其他副作用。而FADEN 同样对一例两次术后复发的85 岁老年女性AM 患者使用达拉菲尼治疗,肿瘤直径也在8 个月后减小75%,且未报道任何副作用。达拉菲尼的使用除单独使用外,多与MEK 抑制剂曲美替尼联合使用,用于黑色素瘤及AM 治疗。

 

KAYE 和ABRAMSON 等在其最新研究中对1 例4 期AM 伴肺转移的患者使用达拉非尼/ 曲美替尼联合治疗,短期出现明显疗效,但在4 年后患者自行停药,并于停药五年后复发,再次使用达拉非尼/ 曲美替尼联合治疗后于短期内明显缓解。这表明持续的双重BRAF/ MEK 抑制将是肿瘤控制所必需的。

 

3.2 SMO 抑制剂

 

目前已发现索尼德吉(sonidegib)、维莫德吉(vismodegib)、格拉德吉(glasdegib)三种SMO 抑制剂,三者均已获得FDA 批准。索尼德吉和维莫德吉已被证实可用于临床不可切除的晚期基底细胞癌,二者疗效及耐药反应相似,仅在药代动力学方面有所差异。上述三种药物均为Hedgehog 抑制剂,已知Hedgehog 通路与AM 的发生发展密切相关,由此可推断,上述三种药物对AM 的疗效可以预期,但目前未有临床病例报道。

 

需要后期实验加以证实。此外,环胺、IPI926、Robotnikinin、KAAD - 环胺、GDC - 0449、Jervine、二芳基甲酰胺、JK184、CUR61414、SANT1 - 4 和GANT61 等在SAUK 等人的综述中被证实为SHH 通路抑制剂,可作为AM 的非手术潜在治疗手段。

 

3.3 c - Fos / c - Jun 通路抑制剂

 

临床上可用于靶向c - Fos/ c - Jun 使其低表达的有效药物较少,这可能与该转录因子与神经系统联系紧密,盲目全身用药可能引起额外的精神及皮肤疾患有关。对该基因的研究多集中于上游靶点。芹菜素可通过竞争ATP 在蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)的结合位点,阻止12 - o - 十四烷酰佛波醋酸酯-13(12 - o - tetradecanoylphorbol -13 - acetate,TPA)诱导的磷酸化和c - Jun 和c - Fos 表达,姜黄素可抑制c - Jun 表达。

 

3.4 APC 激活方式

 

针对APC 基因的治疗重点在于恢复其活性,恢复方式分为两种,第一:重新引入APC;第二:使用大环内酯类及氨基糖苷类化合物诱导终止密码子读取可抑制肿瘤发展。第一种方式在动物实验上已证实有效,但临床使用仍需实验佐证;第二种可能存在有害毒性,需进一步研究相关药物的毒理机制。综上,利用基因治疗以重建APC 是AM 等相关肿瘤的研究方向。

 

除新靶点挖掘外,靶向药物的联合使用可看作靶向治疗的另一个研究方向,例如维莫非尼和考比替尼(cobimetinib)的联合使用对MEK 通路产生作用。同时,AM 的一些靶点突变具有互斥性,如BRAF 和SMO,而SMO 在几乎所有丛状型AM 中高表达,提示对于不同分类的AM 进行个性化靶向治疗的研究也有利于提高治疗效率。此外,靶向治疗使肿瘤凋亡过程中可能会产生新抗原,影响免疫检查点从而进一步抑制治疗,而综合治疗方式可相互替补,从而达到最大疗效。

 

4.总结与展望

 

AM 是具有侵袭性的牙源性良性肿瘤,探索分子靶点和靶向药物治疗对于降低术后复发,远处转移,并且可能联合手术治疗保存面部形态和功能都有重要的意义。目前缺少低复发率和小手术损伤双赢的治疗方式。而靶向治疗方式相对精确保守,有望成为未来替代手术的首选方式。研究现状表明BRAF 靶向药物维莫非尼和达拉菲尼已被证实对AM有效,但由于可能出现的耐药性及促癌风险,仍需进一步研究。

 

其他靶点基因如SMO、Ras、SOX2、AP - 1、RECK、TSLC1等均涉及AM 发生机制,但相关药物索尼德吉、维莫德吉、奥利司他等仍缺乏具体实验研究其相关性。当前AM 分子机制研究较少,可选择临床应用的靶点较为单一,探索成釉细胞瘤分子机制和相关通路为今后研究的方向。针对AM 的研究多集中于单个基因靶点,而AM 患者常为多基因联合突变所致,因此多靶点联合治疗是AM 治疗的未来研究重点。此外,AM 靶向药物的临床使用报道较少且药物种类局限,仍需大量临床研究提供经验。

 

同时,为患者免受药物副作用带来的困扰,如何减轻药物副作用和研发新的靶向药物也具有研究价值。目前临床给予靶向治疗的时间多在AM 复发或转移后。在征得患者同意前提下术后行患者标本靶点检测,针对相关靶点使用药物预防复发及转移是关键。且AM 转移多见于肺部,因此在AM 定期复查中的肺部CT 检查也有必要。本文总结目前已发现的治疗靶点及已证实有效或仍处于临床实验阶段的靶向药物,旨在为AM 相关靶向治疗研究提供整体思路和研究方向。

 

来源:杨梦源,张旭东.成釉细胞瘤靶向治疗靶点及相关药物研究进展[J].现代肿瘤医学,2023,31(11):2148-2155.


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