从实验室到临床——前庭神经鞘瘤药物治疗的进展

芷容康康 2024-10-14 20:32:39

1、背景

前庭神经鞘瘤(Vestibular schwannomas, VSs)起源于第八对颅神经(前庭蜗神经)的前庭分支中的髓鞘形成细胞(图1)。VS是成人桥小脑角区最常见的肿瘤,占所有颅内肿瘤的8%。流行病学研究显示,每年每10万人中会有3-5人患VS,主要确诊年龄在60-70岁。前庭神经鞘瘤的主要危险因素是神经纤维瘤病2型(NF2)家族史。NF2是一种罕见的常染色体显性疾病,由NF2基因的致病变异引起,该疾病导致神经系统中各种肿瘤的形成,包括双侧VS。虽然VS是良性的,但由于其占位效应,超过60%的患者会出现进行性听力损失和耳鸣。较大的肿瘤可能导致脑积水并压迫脑干,从而出现面瘫、眩晕和头痛等症状。

目前,无论是NF2相关或散发VS,治疗策略仅限于随访观察、手术和放射治疗。然而,现有治疗手段存在局限性,例如在随访观察期间存在肿瘤意外生长的风险;手术切除存在听力损失、面瘫、脑脊液漏、颅内出血和卒中的风险;放射治疗后肿瘤存在快速生长的可能性。尽管近年来在分子层面对VS的理解有所进步,但VS的治疗选择仍非常有限。本综述总结目前对VS分子层面的研究进展,以及药物治疗的研究成果和正在进行中的研究,并强调了开发VS创新性治疗手段的迫切需求。

图1:前庭神经鞘瘤的解剖学表现。图示为VS好发于内耳后方的听神经和耳蜗神经的解剖部位,以及MRI表现。

2、前庭神经鞘瘤的分子基础

(1)基因异常

在VS中,最常见的染色体畸变是22号染色体遗传物质的缺失,该区域包含NF2抑癌基因。NF2基因最常见的突变类型包括点突变和更加复杂的重排,例如单个或多个外显子的缺失或重复。另外,NF2基因启动子区域CpG岛的甲基化等表观遗传修饰也可能导致散发VS中NF2基因的失活。总体而言,NF2基因的遗传异常在VS的发生发展中起着关键作用。(图2,请见原文)

NF2基因编码的Merlin蛋白属于细胞骨架连接蛋白ERM家族。Merlin作为肿瘤抑制因子,维持神经系统中施万细胞及其他细胞的结构完整性。因此,NF2基因的突变和/或Merlin的缺失在VS发展中起着关键作用。Merlin的活性受Ser518位点的磷酸化调控:去磷酸化的Merlin通过其N端结构域和羧基端的分子内相互作用形成闭合构象,从而发挥生长抑制作用。而磷酸化的Merlin缺乏正确的折叠和功能。Merlin的生长抑制作用涉及与肿瘤相关的细胞内信号通路,包括Ras/Raf/MAPK、PI3K/Akt/mTORC1、Hippo和NF-κB信号通路。RTKs和整合素信号的激活通过下游效应物如p21激活激酶1(PAK1)促进Merlin的磷酸化(图3A,请见原文)。VS发生和发展中与NF2/Merlin相关的主要分子机制如下。

1)通过RTKs进行的致癌信号转导

致癌生长因子(如表皮生长因子(EGF)、神经调节蛋白(neuregulin)、血小板衍生生长因子(PDGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)和血管内皮生长因子(VEGF))的过表达,以及诸如ErbB家族受体、PDGFRs、FGFRs和VEGFRs等RTKs的过度活化均与VS有关。PDGF家族配体通过两种RTKs(PDGFR-α和-β)发挥作用,并调节施万细胞瘤细胞系中的细胞生长、干细胞性和肿瘤发生。FGF作为一种血管生成细胞因子和有丝分裂原,在体外能促进来自散发性VS细胞的增殖和侵袭。但有研究表明,FGF能保护听觉神经元免受声创伤和氨基糖苷类药物耳毒性的影响,提示在FGF下游存在调节肿瘤生长和听力的其他机制。因此,以FGF为靶点时需要仔细权衡其潜在的促肿瘤生长作用和听力保护作用。

VEGF调节血管的生长和出芽,并有助于形成免疫抑制的肿瘤微环境(TME)。正常前庭神经相比,VS中VEGF、VEGFR-1/Flt、VEGFR-2/Flk以及共受体NP1的表达显著增加。复发和术前接受过放疗的肿瘤中VEGF水平也显著高于原发肿瘤,这表明血管生成在VS的生长中起着关键作用。此外,在VS中VEGF的表达与FGF的表达呈正相关,并与诸如肿瘤体积、肿瘤生长指数和微血管密度等因素相关。但VEGF及其受体的表达与增殖指数(Ki-67)或肿瘤生长特征并不直接相关。因此,在以VEGF为靶点进行治疗时,应对这些参数进行严格评估。

2)下游效应信号传导

Ras作为RTK下游的G蛋白,对细胞增殖和分裂产生影响。活化的Ras会触发Ras/Raf/MAPK和Ras/PI3K/Akt通路中的下游效应分子,推动细胞转化和肿瘤发生。Merlin通过多种机制拮抗Ras诱导的转化:如阻碍GRB2表达、抑制Ras和Rac激活、在粘着斑处抑制PAK1激活以及通过与angiomotin竞争释放Rac1负调节因子Rich133等(图3A,请见原文)。Merlin失活增强Ras信号传导和肿瘤生长。在VS中失调的Ras信号通路为药物治疗提供了多种靶点。

Hippo信号通路的异常及Yes相关蛋白(YAP)的激活促进了VS中的细胞增殖。Merlin直接激活STE20样蛋白(MST1/2),后者进而磷酸化LATS1/2。活化的LATS1/2直接磷酸化YAP及其转录共激活因子TAZ,导致其发生泛素化介导的降解,从而抑制Hippo信号通路(图3B,请见原文)。靶向Hippo信号通路可能有助于限制VS的生长。NF-κB转录因子调控着细胞生长、凋亡、炎症以及恶性转化。Merlin通过阻止p65、NIK、IKKα、TNF-α诱导的IκB降解以及NF-κB与DNA的结合和后续转录来抑制NF-κB信号通路,在Merlin缺失的情况下,过表达的NIK和IKKα驱动NF-κB依赖性转录(图3C,请见原文)。过度激活的NF-κB信号通路促进COX2和STAT1表达,并诱导与VS生长和进展相关的因子释放,如MMP-2、MMP-9、MMP-14、IL-1、IL-6和TNF-α。针对NF-κB信号通路和/或其下游功能靶点的靶向治疗亦有前景。

(3)细胞外基质的破坏

基质金属蛋白酶(MMPs)能够重塑细胞外基质(ECM),在肿瘤进展、侵袭及血管生成方面发挥着基础性作用。VS中MMP-2和MMP-9的表达水平升高,这与肿瘤生长速率的加快有关。MMPs能够降解ECM中的胶原蛋白、纤维连接蛋白和层粘连蛋白,从而促进囊性肿瘤形成。囊性VS中MMP-2和MMP-9的表达水平相比实性肿瘤有所升高。

(4)炎症性肿瘤微环境

术前外周血中性粒细胞与淋巴细胞比率(NLR)反映了全身炎症状态,有助于肿瘤进展、免疫抑制和基质形成。在VS中,肿瘤处于活跃生长状态的患者其NLR水平高于肿瘤稳定的患者。在应对外界刺激时,两种肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)由单核细胞衍生而来。M1型巨噬细胞通过释放促炎性细胞因子协助机体防御,而M2型巨噬细胞随后出现,可通过分泌VEGF、MMP-9等因子促进肿瘤进展。在不断进展的VS中,增殖活跃的是巨噬细胞而非肿瘤细胞,CD163这一M2型巨噬细胞标记物升高,与微血管增多相关。此外巨噬细胞集落刺激因子及其协同细胞因子IL-34的水平均升高,刺激巨噬细胞向M2型极化。重塑炎症性TME可能是VS治疗的一种有前景的方法。

3、前庭神经鞘瘤的临床治疗进展

图4:前庭神经鞘瘤的治疗进展。图示现有的治疗方法及其靶点,以及相关临床研究。

(1)RTK抑制剂治疗

厄洛替尼(Erlotinib)是一种表皮生长因子受体(EGFR)抑制剂,已获FDA批准用于非小细胞肺癌和胰腺癌的治疗。一项针对11名NF2相关进展性VS患者的回顾性研究发现,每日150mg厄洛替尼治疗未能达到听力或影像学缓解,不过有一小部分患者的病情长期稳定。埃克替尼(Iccotinib)是一种用于非小细胞肺癌的口服EGFR抑制剂,一项针对11名NF2相关VS患者的II期临床研究中,患者每日口服375毫克埃克替尼,有20%的肿瘤达到影像学缓解(体积缩小≥20%),听力学缓解率达到43%。主要不良反应包括皮疹、腹泻、肌痛和恶心(图4)。

拉帕替尼(Lapatinib)是用于HER2过表达转移性乳腺癌治疗的双靶点EGFR/ErbB2抑制剂。一项II期研究利用拉帕替尼治疗NF2相关进展性VS,23.5%的患者出现影像学缓解,30.8%的患者听力改善。曲妥珠单抗是ErbB2抑制剂,在体外实验中可抑制VS细胞的增殖;然而尚无临床研究。

布加替尼(Brigatinib)是一种多受体酪氨酸激酶(RTK)抑制剂,目前正在针对NF2相关肿瘤如进展性VS、脑膜瘤和室管膜瘤等开展临床试验。克唑替尼可靶向RTK、ALK和c-MET,一项II期临床试验针对NF2相关进展性VS患者(NCT04283669),已完成初始招募。

索拉非尼(Sorafenib)是一种PDGFβ抑制剂,在体外实验中体现出对VS生长的抑制作用。一项0期试验纳入了5名患有NF2相关外周神经鞘瘤的成年患者,但其药代动力学效应低于预期,肿瘤内索拉非尼浓度较低,且所有受试者均出现了不良反应。尼洛替尼(Nilotinib)是一种第二代RTK抑制剂,可同时作用于PDGF信号通路和BCR-ABL癌蛋白,在体外显示出对VS生长的抑制效果。目前尚无成熟的临床研究。

(2)抗效应信号分子的治疗

依维莫司(Everolimus)是一种mTORC1抑制剂,针对NF2相关VS患者的研究(NCT01419639、NCT01490476)结果不明确,未观察到肿瘤体积的缩小或听力的改善。有研究显示依维莫司可能有助于减慢VS的生长速度。AR-42是一种泛组蛋白脱乙酰酶抑制剂,通过在体外和体内诱导细胞周期停滞和细胞凋亡来抑制VS细胞生长。一项针对4例VS患者的初步研究发现,肿瘤中p-AKT水平降低,且未出现与AR-42治疗相关的严重不良反应。最近,一项针对NF2相关实体瘤的1期试验(NCT01129193)已证实AR-42的安全性和耐受性,53%的受试者肿瘤稳定。司美替尼(Selumetinib)是一种MEK1/2抑制剂,能有效降低VS中ERK1/2的活性及细胞增殖。在一项临床前研究中,司美替尼与尼洛替尼联合可增强对PDGFR及下游RAF/MEK1/2/ERK1/2通路的抑制作用。一项针对NF2相关肿瘤的临床研究(NCT03095248)正在招募中。

(3)抗肿瘤血管生成治疗

贝伐珠单抗(Bevacizumab)是一种抗VEGFA单克隆抗体,不仅可以抑制肿瘤血管和缓解水肿,还可以减少听力损失并缩小肿瘤体积。一项II期临床试验利用贝伐珠单抗治疗14例NF2相关VS,43%的靶肿瘤存在影像学缓解,36%的患者听力持续改善。另一项多中心II期临床试验对儿童和成人NF2相关的VS患者应用高剂量贝伐珠单抗(10mg/kg)治疗,与标准剂量(7.5mg/kg)相比未能体现出优势,特别是儿童患者在治疗6个月后听力缓解率低(14%),无影像学缓解。贝伐珠单抗的主要限制因素是不良反应,包括出血、血栓形成、蛋白尿、高血压等。阿西替尼(Axitinib)也是一种VEGFR抑制剂,在针对NF2相关VS的II期研究(NCT02129647)中疗效劣于贝伐珠单抗,毒性增加。恩度注射液(Endostatin)也是一种抗肿瘤血管生成药物,一项临床研究(NCT02104323)正在进行。

(4)抗炎治疗和其他药物

阿司匹林是一种环氧化酶-2(COX2)的不可逆抑制剂。最近的一项荟萃分析指出目前尚不足以推荐阿司匹林用于VS患者。姜黄素是另一种具有抗炎和抗肿瘤生成潜能的药物,但尚无临床研究测试姜黄素对VS的效果。尼莫地平是一种钙通道阻滞剂,一项正在进行的III期随机研究用于评估预防性应用尼莫地平能否在VS手术中提供神经功能和听力保护并的作用。

4、挑战和未来的展望

对于VS来说,将分子机制研究的成果转化为有效的治疗策略面临着巨大的挑战。VS发病率较低,需要药物治疗的患者数量有限,导致需要参加临床研究的患者数量较少。对于体积较小的肿瘤,获得足够的肿瘤组织进行分子分析较为困难。由于肿瘤大小与听力损害之间的相关性较低,需要寻找分别针对肿瘤生长和听力损失的生物标志物。另外,分子研究表明,在VS的不同生长阶段,发挥作用的信号通路不同,现有的肿瘤模型无法完全体现肿瘤生长和分子的特征,需要开发新的模型。考虑到Merlin涉及到多种信号通路,针对单一通路的靶向治疗可能无效,需要开发联合治疗手段。长期应用靶向药物的副作用也需要考虑。通过数据共享和大规模多中心研究,可以克服患者数量较少带来的挑战。进一步研究VS相关的分子机制和分子亚型,有助于更好地理解这种疾病,从而实现个体化治疗。通过在上述领域的不断努力,将为VS患者提供更有效的治疗,最终改善患者的治疗效果。

注:本文仅为对原文的摘录和翻译,不能完全反应原文信息,如有需要请参考原文。本文所涉及的药物处于研究阶段,所有内容均不作为对疾病的治疗建议。

参考文献:Guo SL, et al. From bench to bedside: Advancing towards therapeutic treatment of vestibular schwannomas. Neuro-Oncology Advances, 6(1), vdae107, 2024.

撰稿:赵 赤

审校:张俊平

排版:张静静

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