楊濤 張弩 鐘興明

●綜 述

SHH型髓母細胞瘤的發(fā)病機制及靶向抑制劑研究進展

楊濤 張弩 鐘興明

髓母細胞瘤（MB）是小腦里一種胚胎原性的惡性腫瘤，是兒童顱內(nèi)腫瘤中較為常見的一種。目前已有4種MB的分子亞型被發(fā)現(xiàn)：WNT型、GroupⅢ型、GroupⅣ型和SHH型，其中以SHH型MB最為常見。SHH信號通路能夠調(diào)控小腦細胞正常發(fā)育周期及細胞增殖，維持小腦正常的功能和結(jié)構(gòu)，而SHH型MB的形成與SHH信號通路的異常表達有關(guān)。針對SHH信號通路靶向抑制劑的研究或?qū)⒊蔀槲磥碇委烳B的新方法。本文就SHH型MB的發(fā)病機制、基于SHH信號通路的靶向抑制劑的研究進展作一綜述。

髓母細胞瘤 發(fā)病機制 靶向抑制劑 研究進展

髓母細胞瘤（medulloblastoma，MB）是小腦里一種胚胎原性的惡性腫瘤[1]，是兒童顱內(nèi)腫瘤中較為常見的一種。遺傳學研究發(fā)現(xiàn)，部分神經(jīng)腫瘤綜合征（如Gorlin綜合征、Turcot綜合征、Li-Fraumeni綜合征、Rubinstein-Taybi綜合征）具有遺傳易感性，與MB的發(fā)生呈正相關(guān)[2-3]。WHO將MB從組織病理學上分為經(jīng)典型、大細胞型、間變型、促結(jié)締組織增生型和廣泛結(jié)節(jié)型。臨床醫(yī)生一般根據(jù)MB復發(fā)或轉(zhuǎn)移風險（患者年齡、手術(shù)切除范圍、腫瘤轉(zhuǎn)移情況、病理分型等）將患者分為高危險組和標準危險組。目前標準危險組經(jīng)聯(lián)合多種方法后治療的存活率可達到80%，但高危險組的預后仍然很差[4]。此外，MB患者經(jīng)積極治療后即使存活，也會有一定的神經(jīng)系統(tǒng)損傷或后遺癥[5-7]。在MB所有的分子亞型中，SHH型較為常見，且MB與SHH信號通路的異常表達有關(guān)，針對SHH信號通路的靶向抑制劑治療或?qū)⒊蔀橹委烻HH型MB的新方法。本文就SHH型MB的發(fā)病機制、基于SHH信號通路的靶向抑制劑的研究進展作一綜述。

1 MB的分子亞型

近年來隨著基因組學的發(fā)展，至少有4種MB的分子亞型已被發(fā)現(xiàn)：WNT型、GroupⅢ型、GroupⅣ型和SHH型。每個亞型均擁有不同的分子結(jié)構(gòu)、組織病理學表現(xiàn)和臨床特征。WNT型MB的形成是由編碼βcatenin的基因發(fā)生突變所致[8]，常常生長在小腦外菱唇部位。WNT型好發(fā)于年長兒童或青春期，組織病理學分型多為經(jīng)典型，預后較好。目前臨床上的治療主要以降階（低強度放化療）治療為主。GroupⅢ型MB是所有分型中預后最差的，該型存在不同且多重的基因改變，其中包括MB致癌基因的高表達。GroupⅢ型MB基本只在兒童中被發(fā)現(xiàn)，組織病理分型上以大細胞型和間變型多見。目前臨床上主要以探索新的治療方法為主，如吉西他濱與培美曲塞的聯(lián)合用藥[8-9]。GroupⅣ型MB可發(fā)生在所有年齡段，其大多組織病理分型為經(jīng)典型。GroupⅣ型較為常見的基因改變主要存在于17q中，其臨床預后與其他分型相比，屬中等水平[8,10-15]。SHH型MB是目前研究最多的一種分子亞型，它是SHH信號通路的持續(xù)性活化而導致的。由于SHH信號通路在小腦的發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用，且大部分嬰兒及成人患者的MB分子亞型屬于SHH型，所以可能是SHH型MB及其靶向抑制劑目前研究較多的原因之一。SHH型MB中已發(fā)現(xiàn)的組織病理學分型包括經(jīng)典型、大細胞型、間變型和促結(jié)締組織增生型。該型好發(fā)于小腦半球內(nèi)[16]，預后與GroupⅣ型相當，較WNT型差，較GroupⅢ型好。

2 SHH信號通路與SHH型MB

SHH信號通路參與了多數(shù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的發(fā)育，包括神經(jīng)前體細胞、少突細胞的增殖以及背腹側(cè)神經(jīng)軸突生長[17]。在小腦的胚胎發(fā)育過程中，浦肯野細胞中的SHH信號通過結(jié)合細胞膜受體Ptch1，解除了對跨膜蛋白smoothened（Smo）的抑制并激活Smo，激活后的Smo會造成Fu抑制劑（Sufu）等復雜大分子復合物生理過程紊亂，導致下游Gli1蛋白活化，抑制 Gli2、Gli3的裂解，使得全長的Gli2、Gli3進入細胞核內(nèi)，與Gli1共同促進下游如Gli1、Ptch、Cyclin D和Bcl-2等在內(nèi)的靶基因進行轉(zhuǎn)錄[18-21]，誘導位于顆粒層外側(cè)中的顆粒神經(jīng)元前體細胞增殖。胚胎發(fā)育后，SHH通路在骨骼系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、干細胞維持等方面存在一定活性外[22-23]，基本處于靜息狀態(tài)。

在完整的SHH通路中，Ptch1持續(xù)抑制Smo，從而抑制下游相關(guān)目的基因轉(zhuǎn)錄，并激活轉(zhuǎn)錄抑制因子Gli3。因此，異常持續(xù)激活的SHH通路將導致轉(zhuǎn)錄激活因子Gli1、Gli2的持續(xù)激活，細胞異常增殖并導致腫瘤如MB、基底細胞癌、橫紋肌肉瘤、胰腺癌、卵巢癌、結(jié)腸癌等的形成[23-26]。SHH型MB形成的原因很多，任何導致SHH信號通路異常持續(xù)激活的因素均可導致SHH型MB的發(fā)生，如9q上的Ptch1變異，或通路中的其余基因如Sufu、Smo、Ptch2、Hip1、Gli1、Gli2和Gli3的異常表達[27-29]。腫瘤遺傳學研究發(fā)現(xiàn)Ptch基因種系突變的Gorlin綜合征患者，SHH型MB的易感性較高；Sufu基因種系突變的嬰幼兒也易發(fā)生MB；此外，大部分SHH型MB的SHH信號通路中的相關(guān)基因（如Ptchl、Sufu、Smo、Glil、Gli2）存在體細胞性突變。

3 SHH通路相關(guān)抑制劑的研究進展

SHH通路中的相關(guān)抑制劑可作為治療SHH型MB的一種新型治療方法，目前仍有少量藥物被證實對SHH通路有抑制作用。Cyclopamine是最先被報道的小分子Smo拮抗劑，它通過特異性結(jié)合Smo，從而抑制SHH信號通路活性[30-32]。Berman等[33]報道了Cyclopamine無論在體外還是體內(nèi)實驗，對髓母細胞增殖均有抑制作用；在其他SHH型腫瘤中也發(fā)現(xiàn)了Cyclopamine對SHH信號通路具有抑制作用，可抑制腫瘤的生成。以上結(jié)果促進了Cyclopamine作為SHH通路抑制劑藥物的進一步研究并生產(chǎn)出其相關(guān)衍生物，如Saridegib（IPI-926）、GDC-0449、GDC-0049、Erismodegib（LDE-225）、TAK-441、XL-139（BMS-833923）、PF-04449913和PF-5274857等。Rudin等[34]報道1例26歲男性患者給予GDC-0049后，MB的增殖和轉(zhuǎn)移被明顯抑制了。隨后有研究發(fā)現(xiàn)患者對GDC-0049產(chǎn)生了耐藥性，原因可能是Smo或其他相關(guān)基因發(fā)生了二次突變，或是信號通路的異常激活并不是Smo引起、而是Smo下游蛋白失調(diào)導致的，故使Smo位點的抑制劑失去了效果[35-36]。早前報道的Robotnikinin也是一種SHH信號通路中Smo上游HH蛋白的拮抗劑，它能與HH蛋白競爭性相結(jié)合，從而阻礙HH蛋白與Ptch1受體結(jié)合，達到抑制SHH信號通路表達的作用；但當HH蛋白發(fā)生基因突變時，這種抑制劑很可能失去作用[37]。SHH通路中下游的Sufu基因若出現(xiàn)突變，也可能導致SHH通路的持續(xù)活化；失去Sufu的抑制作用后，Gli1會持續(xù)轉(zhuǎn)錄表達[38]。因此，對于抑制Sufu上游位點的抑制劑，可能會由于Sufu位點基因發(fā)生突變而導致失去抑制作用[35,39]。理論上來說，調(diào)節(jié)SHH通路最下游的Gli蛋白的轉(zhuǎn)錄活性的抑制是治療多種Gli依賴性MB的最有效措施，具有廣泛的應(yīng)用價值[40]。目前針對Gli轉(zhuǎn)錄進行抑制的拮抗劑主要有GANT61、GANT58等[41]，它們可以與細胞體內(nèi)Gli DNA相結(jié)合，抑制Gli的鋅指結(jié)構(gòu)蛋白轉(zhuǎn)錄活性，并下調(diào)SHH信號通路堿性磷酸酶活性，通過抑制SHH信號通路Smo下游位點以實現(xiàn)抑制通路活性的作用[42]。Lauth等[41]通過實驗發(fā)現(xiàn)GANT61、GANT58對SHH信號通路具有明確的抑制靶點，并對其他通路如TNF/NF-κB有選擇性抑制作用。因此，針對位于Smo下游的位點-特別是Gli位點的靶向抑制劑，很可能是未來研究方向。

姜黃素是一種非化學性藥物，可從姜黃屬植物中提取。它可以調(diào)節(jié)諸多信號通路中基因的轉(zhuǎn)錄表達，抑制通路信號，從而實現(xiàn)抗腫瘤的重要特性。相關(guān)研究報道姜黃素可以下調(diào)Gli1的表達，抑制SHH信號通路活性，達到抑制髓母細胞增殖、誘導細胞周期在G2期和M期阻滯的作用[43]。劉杏娥[44]發(fā)現(xiàn)姜黃素可以下調(diào)SHH信號通路中SHH與Gli1的蛋白表達，并抑制小細胞肺癌NCL-H446細胞增殖，誘導其凋亡。此外，姜黃素還能通過下調(diào)SHH信號下游的靶點基因Bcl-2，從而達到增強化學藥物療效的作用[43]。這說明姜黃素很可能是一種治療SHH型髓母細胞瘤的潛質(zhì)抑制劑，或可作為與其他化學藥物聯(lián)合應(yīng)用的輔助藥物。

維生素D也是近年來新發(fā)現(xiàn)的SHH通路潛在阻滯劑。Bjlsma等[45]在2006年首先提出了維生素D3與SHH信號通路有密切關(guān)系，維生素D3可與Smo受體直接結(jié)合從而抑制下游信號。亦有研究發(fā)現(xiàn)維生素D3可以滅活Smo并下調(diào)SHH信號抑制胰腺癌細胞生長[46]。Tang等[47]研究發(fā)現(xiàn)維生素D可以通過SHH信號通路而達到抑制小鼠基底細胞癌增殖的作用。Baek等[48]發(fā)現(xiàn)維生素D3能夠下調(diào)胃癌、膽管癌細胞系中Ptchl、Gli、CCNDl、Bcl-2等基因的表達，此外具有與其他抗腫瘤藥物的協(xié)同作用。維生素D可能成為治療MB的有效因子但目前關(guān)于維生素D對MB的作用研究不多，需要進一步實驗證實。

4 問題與展望

目前已經(jīng)有SHH信號通路抑制劑（如GDC-0449）進入了臨床試用階段，但是仍有許多SHH通路抑制劑因其耐藥性或毒性等而未能進入臨床應(yīng)用階段。因此，建議深入研究SHH信號通路中的靶向抑制劑，進一步改善目前已知抑制劑的耐藥性、毒性和穩(wěn)定性等；其中位于Smo蛋白下游的Gli轉(zhuǎn)錄因子抑制劑的研究，或?qū)⒊蔀镾HH信號通路靶向抑制劑未來的研究方向。

[1]Eberhart C G,Kepner J L,Gold thwaite P T,etal.Histopathologic g rad ing ofmedullob lastomas:a Ped iatric Oncology Group study [J].Cancer,2002,94(2):552-560.

[2]Northcott P A,Jones D T,KoolM,et al.Medullob lastom ics:the end of the beginning[J].NatRev Cancer,2012,12(12):818-834.

[3]Rice J S,Fischer D S.Blue rubber-b leb nevus synd rom e.Generalized cavernous hem angiom atosis or venous hamartoma w ith medullob lastoma o f the cerebellum:case reportand review of the literature[J].Arch Derm atol,1962,86:503-511.

[4]Rutkowski S,von Hoff K,Emser A,et al.Survival and p rognostic fac tors o fearly childhood medullob lastoma:an internationalmetaanalysis[J].JClin Onco l,2010,28(33):4961-4968.

[5]Moxon-Em re I,BouffetE,TaylorM D,eta l.Impac to fcraniosp ina l dose,boost volume,and neurologic com p lications on intellectual outcome in patients w ith m edullob lastom a[J].JClin Oncol,2014, 32(17):1760-1768.

[6]Piscione P J,Bouffet E,Mabbott D J,etal.Physica l functioning in ped iatric survivors of childhood posterior fossa b rain tumors[J]. Neuro Onco l,2014,16(1):147-155.

[7]PalmerSL,Arm strong C,Onar-Thom as A,etal.Processing speed, attention,and working mem ory after treatment formedullob lastom a:an international,p rospective,and longitud inal study[J].J Clin Oncol,2013,31(28):3494-3500.

[8]Gajjar A,Pfister SM,TaylorM D,etal.Molecu lar insights into ped iatric b rain tumors have the potential to transform therapy[J]. Clin Cancer Res,2014,20(22):5630-5640.

[9]Morfouace M,Shelat A,Jacus M,et al.Pem etrexed and gem citabine as com bination therapy for the treatment o f Group3 medullob lastoma[J].Cancer Cell,2014,25(4):516-529.

[10]Northcott P A,Shih D J,Peacock J,et al.Subg roup-specific structuralvariation ac ross 1,000 m edullob lastom a genom es[J]. Nature,2012,488(7409):49-56.

[11]Taylor M D,Northcott P A,Korshunov A,et al.Molecular subg roups ofmedullob lastom a:the currentconsensus[J].Acta Neuropatho l,2012,123(4):465-472.

[12]Gajjar A J,Rob inson GW.Medu llob lastoma-translating d iscoveries from the bench to the bedside[J].Nat Rev Clin Oncol, 2014,11(12):714-722.

[13]Remke M,Ram aswamy V,Taylor M D.Medullob lastom amo lecular d issection:the way toward targeted therapy[J].Curr Op in Oncol,2013,25(6):674-681.

[14]NorthcottP A,Korshunov A,Pfister SM,eta l.The c linical im p lications ofm edullob lastom a subg roups[J].NatRev Neuro l,2012, 8(6):340-351.

[15]KoolM,Korshunov A,Rem ke M,etal.Molecular subg roups o f m edullob lastom a:an internationa l m eta-analysis of transcriptom e,genetic aberrations,and c linical data of WNT,SHH, Group 3,and Group 4 m edullob lastom as[J].Acta Neuropathol, 2012,123(4):473-484.

[16]Robinson G,Parker M,Kranenburg T A,et al.Novelmutations target d istinct subg roups ofmedu llob lastoma[J].Nature,2012, 488(7409):43-48.

[17]Heussler H S,SuriM.Sonic hedgehog[J].Mol Pathol,2003,56 (3):129-131.

[18]Wang X,Venugopal C,Manoranjan B,et al.Sonic hedgehog regulates Bm i1 in human medu llob lastoma b rain tum or-initiating cells[J].Oncogene,2012,31(2):187-199.

[19]Manoranjan B,VenugopalC,McFarlane N,et al.Medullob lastom a stem cells:where developm ent and cancer cross pathways[J].Ped iatric Res,2012,71(4 Pt2):516-522.

[20]RuiziAltaba A,Palma V,Dahmane N.Hedgehog-G lisigna lling and the g row th of the b rain[J].Nat Rev Neurosci,2002,3(1): 24-33.

[21]Teg lund S,Toftgard R.Hedgehog beyond m edullob lastom a and basal cell carcinom a[J].Biochim Biophys Ac ta,2010,1805(2): 181-208.

[22]Varjosalo M,Taipale J.Hedgehog:functions and m echanism s [J].Genes Dev,2008,22(18):2454-2472.

[23]Hooper JE,ScottM P.Comm unicating with Hedgehogs[J].Nat Rev MolCe llBio l,2005,6(4):306-317.

[24]Saheb jam S,Siu L L,Razak A A.The utility of hedgehog signaling pathway inhibition for cancer[J].Onco logist,2012,17(8): 1090-1099.

[25]Hahn H,WojnowskiL,Zimm er A M,etal.Rhabdom yosarcomas and rad iation hypersensitivity in a mouse model of Gorlin synd rom e[J].NatMed,1998,4(5):619-622.

[26]Xie J,Bartels C M,Barton SW,et al.Targeting hedgehog signaling in cancer:research and c linical developm ents[J].Onco Targets Therapy,2013,6:1425-1435.

[27]Ellison D W,Clifford S C,Gajjar A,et al.What's new in neuro-oncology?Recentadvances in medu llob lastoma[J].Europ J Paed iatNeurol,2003,7(2):53-66.

[28]Reifenberger J,Wolter M,Weber RG,et al.Missense m utations in SMOH in sporad ic basal cell carcinomas of the skin and p rim itive neuroectoderm al tumors of the centralnervous system [J].Cancer Res,1998,58(9):1798-1803.

[29]Taylor M D,Liu L,Ra ffelC,eta l.Mutations in SUFU p red isposetom edullob lastom a[J].NatGenet,2002,31(3):306-310.

[30]Tang Y,Gholam in S,Schubert S,et al.Ep igenetic targeting of Hedgehog pathway transc rip tional output through BET b rom odom ain inhibition[J].NatMed,2014,20(7):732-740.

[31]Chen J K,Taipa le J,Cooper M K,et a l.Inhibition of Hedgehog signaling by d irect bind ing of cyc lopam ine to Sm oothened[J]. Genes Dev,2002,16(21):2743-2748.

[32]Taipale J,Chen J K,Cooper M K,et al.Effects of oncogenic m utations in Smoothened and Patched can be reversed by cyc lopam ine[J].Nature,2000,406(6799):1005-1009.

[33]Berman D M,Karhadkar S S,Hallahan A R,et al.Medullob lastoma g row th inhibition by hedgehog pathway b lockade[J].Science,2002,297(5586):1559-1561.

[34]Rud in C M,Hann C L,Laterra J,et al.Treatment of medu llob lastoma with hedgehog pathway inhibitor GDC-0449[J].N Eng l JMed,2009,361(12):1173-1178.

[35]Ng JM,Curran T.The Hedgehog's tale:develop ing strategies for targeting cancer[J].NatRev Cancer,2011,11(7):493-501.

[36]Metcalfe C,de Sauvage FJ.Hedgehog fights back:m echanism s of acquired resistance against Sm oothened antagonists[J].Cancer Res,2011,71(15):5057-5061.

[37]Hwang S,Thangapand ian S,Lee Y,et al.Discovery and eva luation of potential sonic hedgehog signa ling pathway inhib itors using pharmacophore m odeling and m olecular dynam ics simu lations[J].JBioinform ComputBiol,2011,9(Supp l1):15-35.

[38]Svard J,Heby-Henricson K,Persson-Lek M,et al.Genetic elim ination of Supp ressor of fused reveals an essential rep ressor function in themamma lian Hedgehog signaling pathway[J].Dev Cell,2006,10(2):187-197.

[39]Heretsch P,Tzagkaroulaki L,Giannis A.Modulators of the hedgehog signaling pathway[J].Bioorg Med Chem,2010,18 (18):6613-6624.

[40]Buczkowicz P,Ma J,Hawkins C.GLI2 is a potential therapeutic target in ped iatric m edullob lastom a[J].JNeuropatholExp Neurol,2011,70(6):430-437.

[41]Lauth M,Bergstrom A,Shim okawa T,et al.Inhibition of GLI-m ed iated transcrip tion and tum or cellg row th by sm all-mo lecule antagonists[J].Proc Natl Acad SciUSA,2007,104(20):8455-8460.

[42]Stanton B Z,Peng L F.Sm all-molecule m odulators of the Sonic Hedgehog signaling pathway[J].MolBiosyst,2010,6(1):44-54.

[43]Elam in M H,Shinwari Z,Hend rayani S F,et al.Interfering with resistance to sm oothened antagonists by inhibition of the PI3K pathway in m edullob lastm a[J].Sci Teansl Med,2010,49(3): 302-314.

[44]劉杏娥.姜黃素抑制刺猬信號誘導小細胞肺癌細胞凋亡[J].浙江醫(yī)學,2013(20):1810-1812.

[45]Bjlsm a M,Spek C A,Zivkovic D,eta l.Rep ression ofsmoothened by patched-dependent(p ro-)vitam inD3 secretion[J]．PLoSBiol,2006,4(8):1397-1410．

[46]Bruggem an LW,Queiroz K C,Zam ani K,et al.Assessing the efficacy of the hedgehog pathway inhibitor vitam in D3 in a m urine xenog raftm odel for pancreatic cancer[J].Cancer Biol Ther,2010,10(1):79-88.

[47]Tang J Y,Xiao Z,Oda Y,et al.Vitam in D3 inhibits hedgehog signalingandp roliferationinm urine Basalcellcarcinom as[J].Cancer Prev Res(Phila),2011,4(5):744-751．

[48]Baek S,Lee Y S,Shim H E,et al.Vitam in D3 regulates cellviability in gastric cancerand cholangiocarc inoma[J].Anat CellBiol,2011,44(3):204-209．

（本文編輯：陳丹）

《浙江醫(yī)學》“病例討論”欄目征稿

根據(jù)廣大讀者的建議，本刊開辟了“病例討論”欄目，論文結(jié)構(gòu)分為“病例摘要”和“討論”兩部分，以期通過對疑難、復雜或罕見病例的介紹和討論，交流臨床工作經(jīng)驗，幫助廣大臨床醫(yī)師掌握科學的臨床思維方式，提高各專科和多學科的綜合分析判斷能力，進而提高醫(yī)療水平。現(xiàn)特向廣大臨床醫(yī)師征集相關(guān)病例，具體要求如下。

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本刊編輯部

2016-08-13）

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.6.2016-1279

313000湖州市第一人民醫(yī)院神經(jīng)外科（楊濤、鐘興明）；溫州醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院神經(jīng)外科（張弩）

鐘興明，E-mail：zhongxingm ing@126.com