《touchREV Endocrinology》 2023 年11月刊载[19(2):42-53.]希腊National and Kapodistrian University of Athens, 的Eirini Papadimitriou , Eleftherios Chatzellis , Anastasia Dimitriadi , 等撰写的《垂体肿瘤的预后生物标志物:系统综述。Prognostic Biomarkers in Pituitary Tumours: A Systematic Review》(doi: 10.17925/EE.2023.19.2.12. )。
垂体瘤(PTs)是第二常见的颅内肿瘤。虽然大多数表现出良性行为,但其可能会表现出进袭性行为,并可能对治疗产生耐药性。本综述的目的是报告最近发现的可能具有预后价值的生物标志物。本综述包括了评估侵袭性/复发性PTs与非侵袭性或非复发性PTs或正常垂体的潜在预后生物标志物或治疗靶点的研究。在纳入的28项研究中,超过911名患者接受了评估。系统检索发现了一些可能与PT疾病复发或侵袭正相关的生物标志物的表达,根据作用进行分组:(1)对抗生长信号不敏感:小染色体维持蛋白7;(2)逃避免疫系统:环氧化酶2、精氨酸酶1、程序性细胞死亡蛋白1 (PD-1)/程序性死亡配体2、分化簇(CD80 /CD86);(3)持续血管生成:内皮细胞特异性分子、成纤维细胞生长因子受体、基质金属蛋白酶9、垂体肿瘤转化基因;(4)生长信号自给自足:表皮生长因子受体;(5)组织侵袭;基质金属蛋白酶9、束状蛋白。与疾病复发或侵袭负相关的生物标志物包括:(1)对抗生长信号不敏感:转化生长因子β1、Smad蛋白;(2)持续血管生成:金属蛋白酶1组织抑制剂;(3)组织侵袭:Wnt抑制因子1;(4)杂性:胶质纤维酸性蛋白、细胞角蛋白、雌激素受体α36、α66共表达。PD-1/程序性细胞死亡配体1与侵袭或复发无明显相关性,而细胞周期蛋白A、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4、S100蛋白、ephrin受体、半乳糖凝集素-3、神经细胞粘附分子、蛋白酪氨酸磷酸酶4A3和甾体生成因子1与PT的侵袭或复发无明显相关性。由于目前在复发性PT和侵袭的背景下研究的分子靶点数目有限,通过精心设计的干预性研究更好地了解这些生物标志物中最相关的部分,将有助于更好地了解PT的分子特征。这也将满足对可治疗分子靶点的日益增长的需求。
前言
垂体肿瘤(PTs)位于蝶鞍,围绕腺垂体和神经垂体。PTs的范围从无症状的意外偶发瘤到有症状的进袭性肿瘤,如侵袭性肿瘤或垂体癌。有症状的病变可以表现为激素分泌超量或激素分泌失调,在侵袭性病变中表现为组织破坏和颅内肿块占位效应。PTs是第二常见的颅内肿瘤,约占颅内肿瘤的10-15%。90%的PTs起源于腺垂体细胞(垂体腺瘤[PAs]),在尸检中发现,约占人口的20%,在过去的二十年中,美国的患病率不断上升。据报道,在英国牛津郡Banbury,每10万居民中约有80例患者,与前十年相比,发病率增加了四倍。在50岁之前,PT在女性中的发病率大于男性;54岁以后,男性的PT发病率较高。大多数PT生长缓慢,保留在蝶鞍内和/或移位周围组织。然而,25%至55%的PTs可能表现出更具进袭性的行为,通过浸润周围结构,包括蝶骨和/或海绵窦、骨骼,以及少数情况下浸润神经。其也可能表现出以抵抗治疗为特征的进袭性行为,患者会经历早期和频繁的复发。
2004年世界卫生组织(WHO)的分类表明,有丝分裂数量增加,Ki-67标记指数超过3%,p53蛋白的核染色广泛,这些都是进袭性行为的指标。根据磁共振成像、免疫组织化学类型和增殖标志物(有丝分裂活性和Ki-67增加)的评估,2017年最新的WHO分类考虑了肿瘤大小和海绵窦和蝶窦肿瘤浸润情况。此外,垂体特异性阳性转录因子1、类固醇生成因子1 (SF-1)和TPit等转录因子在确定肿瘤亚型中起着重要作用,并已成为分类标准的一部分。
PTs的生物学行为无法预测,这一事实强调了发现能够预测PTs进袭性行为的生物标志物的必要性。本综述的目的是报道与肿瘤生长或侵袭相关的新型生物标志物,并可能提供肿瘤行为的可能预后价值。这种预后价值可以帮助临床医生确定适当的患者管理和监测。
材料与方法
协议
研究的检索策略和选择
本系统评价遵循系统评价和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA)声明我们于2022年8月对Medline (Pubmed)的电子数据库进行了系统的审查,使用适当的受控词汇和免费搜索词来识别评估PTs预后生物标志物的研究。详细的搜索策略词汇包括:2016年至今的“垂体肿瘤”[MeSH术语]或“垂体肿瘤”[MeSH术语]或“垂体病变”[其他术语])和(“生物标志物”[MeSH术语]或“生物标志物、药理学”[MeSH术语]或“预后生物标志物”[其他术语]或(“免疫组织学”[所有领域]或“免疫组织学”[所有领域]或“免疫组织学”[所有领域])和“标志物”[其他术语])或“免疫组织化学”[MeSH术语]。
所有确定的研究的标题、摘要和全文(适当时)由三位作者(EP、EC、AD)筛选是否符合资格。一位作者(EP)从研究中提取了以下信息,并在预先指定的标准化Microsoft Excel电子表格中:完整参考;研究标识符;研究设计;资格;预定义的结果;有关结果的详细信息。
通过KA对搜索策略进行验证。EP提出异议时,咨询了KA。所有这些步骤都由第二审稿人(ST)验证。如有必要,由第三方调查员(GK)讨论或裁决解决分歧。
纳入系统评价研究的标准
符合以下所有标准的研究被纳入系统评价:
前瞻性或回顾性设计的英文研究
评估促性腺、促皮质、生长或乳营养来源的PTs、混合/多激素腺瘤、无细胞腺瘤(NCAs)或无功能腺瘤的研究
根据PT的侵袭性行为(如浸润周围组织、复发)评估生物标志物的存在或不存在,从而评估其预后价值的研究
将PTs中生物标志物的存在与健康垂体组织进行比较的研究,这些研究具有潜在的诊断价值或指导个性化治疗的治疗靶点
评估基因突变、蛋白质组分析或DNA甲基化的研究被排除在本综述之外。
为系统评价提取的研究结果
从选定的研究中提取的主要结果是PTs中是否存在具有潜在预后价值的免疫组织化学生物标志物。从选定的研究中提取的次要结局是任何潜在的预后生物标志物,可能在最近的文献中变得重要。
结果
检索策略
检索策略确定了Medline中的322篇参考文献,按标题和摘要进行筛选。在这些文献中,80篇被认为是潜在的合格文献,因为它们报道了评估PT生物标志物的研究;80项研究中有52项被排除,因为没有准确报道结果或其设计不符合纳入标准。在本综述中纳入的其余28项研究中,对911多名患者进行了评估。选择过程如图1所示。
图1:系统综述和荟萃分析的首选报告项目,从已确定的研究到通过Medline选择的研究的选择过程流程图。
所选研究的特点
组织取自接受原发性前列腺癌手术的患者。以垂体卒中、坏死或纤维化为表现的肿瘤或服用药物(如卡麦角林)的患者被排除在研究之外。研究组由侵袭性或复发性PTs患者组成,并与非侵袭性或非复发性PTs或正常组织的患者进行比较。本综述纳入的28项研究中,有20项研究详细描述了研究组。根据Knosp分类,PTs分为侵袭性和非侵袭性,即当Knosp评分≥3和/或视交叉受压时为侵袭性,当Knosp评分为1 - 2.时为非侵袭性。复发肿瘤定义为完全切除后确诊的新肿瘤,或次全切除后残余肿瘤再生长。患者接受磁共振成像随访。在前瞻性研究中,患者的随访时间为2 - 11年。
评估生物标志物
表1使用Hanahan和weinberg提出的分类报告了这些生物标志物。他们表明,尽管存在不同的机制策略,但大多数肿瘤在其发育过程中获得了相同的功能能力。根据他们的研究,癌症的特征最初是在人类肿瘤的多步骤发展过程中获得的六种生物能力;这个最初的假设是在2000年建立的。2011年,这一假设增加到8个生物能力和2个赋能能力( eight biological capabilities and two enabling capabilities.)。生物能力(biological capabilities)是:
表1:根据生物标志物的生物学能力、与肿瘤行为的关联、研究结果和使用的方法*对其进行评估。
小染色体维持蛋白7(Minichromosome maintenance protein 7)
小染色体维持蛋白(MCM)是在细胞核中表达的DNA结合蛋白,对DNA复制过程至关重要。它们在神经胶质瘤、脑膜瘤和前列腺癌中表达上调。MCM-7蛋白被发现与细胞周期蛋白D1依赖性激酶相关,并可能调节该蛋白与肿瘤抑制视网膜母细胞瘤蛋白的结合MCM-7的表达可预测各种类型癌症的不良临床结果.
在70例无功能PAs (NFPA)中对MCM-7进行了评估,发现在6年随访期间,肿瘤进展组的MCM-7表达高于疾病稳定组(p<0.0001)肿瘤进展组中位MCM-7表达量为7.4%(四分位数范围[IQR] 2.4-15.2),疾病稳定组中位MCM-7表达量为2.0% (IQR 0.6-5.3)。同样的研究发现MCM-7与Ki-67呈正相关,与年龄负相关。这些发现与先前的一项研究一致,该研究包括97名功能性PAs (FPA)和NFPA患者,其中发现MCM-7的高表达与肿瘤进展风险增加有关。
环氧合酶2和精氨酸酶(Cyclooxygenase 2 and arginase)
环氧合酶2 (cycloxygenase 2, COX-2)是合成前列腺素的关键酶,当其过表达时,可通过抑制B淋巴细胞和T淋巴细胞的增殖来降低免疫系统的抗肿瘤作用精氨酸酶1 (ARG1)可以在局部微环境中加工l -精氨酸,影响T细胞的功能,导致免疫逃逸。
在25例垂体瘤、30例垂体瘤和10例健康垂体组织中检测COX-2和ARG1。COX-2和ARG1在PTs中的表达与健康组织相比有显著差异(p < 0.001)。COX-2的表达在FPA和NFPA之间无显著差异,而ARG1的表达在NFPA中高于FPA(p=0.005)。另一项研究调查了COX-2在71个PAs中的表达(33个侵袭性PAs和38个非侵袭性PAs;30例NFPA和41例FPA和20例健康垂体组织研究发现,与正常垂体组织相比,PTs中COX-2表达水平较高(p=0.0001)。COX-2在侵袭性肿瘤中的表达明显高于非侵袭性肿瘤(p=0.04)。前列腺素E2在细胞增殖、血管生成和炎症反应中均有积极作用,与正常垂体、FPAs、非侵袭性垂体瘤相比,前列腺素E2在PTs、NFPA和侵袭性PTs中的表达均较高。与先前的研究相比,COX-2在NFPA中的表达明显高于FPA (p=0.001)。
内皮细胞特异性分子1(Endothelial cell-specific molecule 1)
内皮细胞特异性分子1 (ESM1)是一种由内皮细胞分泌的皮肤硫酸酯蛋白聚糖,受如血管内皮生长因子(VEGF)和成纤维细胞生长因子(FGF)血管生成的可能标记物的调节。 ESM1是一种与各种类型肿瘤进展相关的生物标志物,包括肺、肝、脑、肾和胃肿瘤。它的过表达与不良预后相关,并且有间接证据表明它是肿瘤预后不良的生物标志物。在94例NCAs(45例侵袭性NCAs和49例非侵袭性NCAs)中研究了ESM1,发现血管内皮组织中ESM1的表达与肿瘤侵袭呈正相关(p=0.002) ESM1在19例(42.2%)侵袭性NCAs中低表达,在26例(57.8%)非侵袭性NCAs中低表达,在30例(61.2%)侵袭性NCAs中高表达,在19例(38.8%)非侵袭性NCAs中高表达(p=0.065)。
酪氨酸激酶受体(Tyrosine kinase receptors)
表皮生长因子受体蛋白(Epidermal growth factor receptor protein)
表皮生长因子受体(EGFR)是一种跨膜糖蛋白,属于人表皮生长因子受体(HER)家族的酪氨酸激酶受体(TKRs),其促进多种信号级联反应以维持细胞存活肿瘤和正常垂体组织均表达EGFR和磷酸化EGFR (pEGFR)。总体而言,NFPA比FPA有更高的EGFR和pEGFR表达,因此与正常垂体组织相比,pEGFR在垂体瘤组织中的表达更大。研究了复发性NFPA(n=47)和非复发性NFPA (n=55)中pEGFR的表达,有高度显著性差异(p<0.0001)。复发NFPA越多,pEGFR阳性越高,H -评分也越高(117±6.0比71.2±3.7;P<0.0001)。h值是将具有染色强度序数值(从0表示“无信号”到3表示“强信号”)的细胞百分比与300个可能值相乘的结果相加而确定的。该研究还报道了pEGFR的高表达预测NFPA的复发率更高(即风险比[HR] 4.9,置信区间2.8-8.8;术中,0.0001)。
成纤维细胞生长因子受体(Fibroblast growth factor receptor 4)
成纤维细胞生长因子受体4 (FGFR4)属于调节参与增殖、分化和存活的细胞通路的TKRs一项前瞻性研究调查了161例PAs中FGFR4的表达,对患者进行了为期61个月的随访。与缓解患者相比,未缓解患者和残留病变患者的FGFR4的中位h评分更高(p < 0.05)此外,Ki-67表达≥3%的患者FGFR4表达水平高于Ki-67表达≥3%的患者(p=0.002), h评分与Ki-67呈弱正相关(p=0.011;R =0.201)。
Ephrin受体(Ephrin receptors)
Ephrin受体(EPHs)是已知最大的TKRs亚家族。它们与EPT相互作用的蛋白质结合并相互作用。它们在几种肿瘤的生长、侵袭、血管生成和转移中起作用。初步数据表明,在神经内分泌肿瘤中,EPF - A4的发病率较高,而EPF- A2的表达较低应用免疫组织化学方法检测18例PTs(7例生长激素细胞腺瘤、2例促肾上腺皮质激素细胞腺瘤、8例无功能大腺瘤和1例耐药泌乳素瘤)中EPF -A4、-A5、-B2和-B5的表达该数据首次报道垂体病变中以EPF - A4为主表达增加,EPF-A5、-B2、-B4表达增加较少。EPF - A4的免疫染色为细胞质(17/18)和细胞核(13/18)模式,EPF- A5、-B2和-B4的免疫染色为细胞质模式。两种类型的促肾上腺皮质激素细胞瘤和生长激素细胞腺瘤均呈EPF -A4阳性,而细胞质型的NFPA均呈EPF-A5(4/18)和EPF- B2(1/18)阳性。EPF - A4表达的H值为30-255,而EPF - A5、-B2和-B4的h值较低(10-65)(图2)。
图2:Ephrin受体信号传导及其对基质金属蛋白酶AKt =蛋白激酶B的影响;ephrin受体;病灶黏附激酶;JAK2 = Janus kinase 2;基质金属蛋白酶;磷脂酰肌醇3-激酶;RHOA = Ras同源A;STAT3 =信号转换器和转录激活器3。
基质金属蛋白酶-9和组织金属蛋白酶抑制剂1(Matrix metalloproteinase-9 and tissue inhibitor of metalloproteinase 1)
基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinases, MMPs)能够降解各种细胞外基质蛋白,这些蛋白可能在细胞增殖、迁移、血管生成和凋亡等过程中发挥重要作用。MMP-9可能在血管生成和新生血管形成中起重要作用,似乎参与了与恶性胶质瘤新生血管形成相关的重塑。对58例侵袭性PT和50例非侵袭性PT进行MMP-9和组织金属蛋白酶1抑制剂(TIMP-1)的检测,发现MMP-9在侵袭性PT中阳性表达明显高于非侵袭性PT,而TIMP-1在非侵袭性PT中阳性表达相对较高,差异有统计学意义(p < 0.05) 。在另一项研究中,MMP-9在27例复发性分泌促肾上腺皮质激素(ACTH)PAs、28例非复发性分泌促肾上腺皮质激素PTs和两个正常组织中进行了评估。发现复发的ACTH PT表达较高水平的MMP-9,且无复发间隔更短。在2个正常垂体组织中未见MMP-9表达。先前的研究也报道了MMP-9可能影响PA的侵袭性和复发(图2)。
垂体瘤转化基因(Pituitary tumour transforming gene)
人垂体瘤转化基因(PTTG)是一种最初从垂体细胞中分离出来的致癌基因。它被确定为一种安全蛋白,一种调节染色体分离的蛋白质,可以作为几种癌症恶性程度的标志,特别是内分泌恶性肿瘤,如PT。
在27例复发性分泌促肾上腺皮质激素PTs、28例非复发性分泌促肾上腺皮质激素PTs和2例正常组织中评估PTTG的表达。PTTG表达在复发组和非复发组之间无显著差异。另一方面,另一项研究评估了11个侵袭性和11个非侵袭性NFPA中PTTG的表达,发现侵袭性PTTG mRNA表达明显高于无创组。另一项研究报告了类似的结果,该研究评估了74名患者(48名NFPA和26名FPA)的PTTG表达及其与6.0(±3.9)年随访期间复发的关系。PTTG核阳性与较高的PT再生长或复发风险相关(p=0.026),当分析PTTG总表达水平时,这种关联无统计学意义。核PTTG阳性表达也与肿瘤体积和鞍上延伸呈正相关。此外,一项评估38例侵袭性和18例非侵袭性NFPA中PTTG表达的研究发现,50%以上的患者中PTTG表达阳性,侵袭性腺瘤中PTTG表达阳性的指标较高。同一研究报告PTTG与侵袭性之间有统计学意义(p=0.022)。PTTG在2个正常垂体组织中未见表达与这些发现相反,有研究支持PTTG作为PAs的生物学标记物,其他研究支持PTTG的表达与PA患者的肿瘤侵袭性无显著相关性的理论。
Fascin蛋白质(Pituitary tumour transforming gene)
Fascin蛋白是一种肌动蛋白捆绑蛋白(actin-bundling protein),结合β-连环蛋白并调节细胞骨架结构以维持细胞粘附。由于在一系列癌症中Fascin蛋白的表达上调,它增加了癌细胞的侵袭性。我们对30例侵袭性和非侵袭性PTs中Fascin蛋白的表达进行了评估,侵袭性PTs中fascin蛋白的表达高于非侵袭性PTs的。
免疫检查点分子(Immune checkpoint molecules)
免疫检查点分子是抑制免疫反应并防止其过度激活的关键受体。在正常情况下,这种机制负责维持对自身抗原的耐受性;然而,它可以被癌细胞用来逃避识别和破坏已经发现了许多属于免疫检查点家族的受体,包括抑制性免疫检查点分子,如程序性细胞死亡配体1 (PD-L1)、PD-L2、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4 (CTLA-4)、CD80、CD86和刺激性免疫检查点分子,如CD27、CD40、OX40、糖皮质激素诱导的肿瘤坏死因子受体相关蛋白(GITR)和CD137(肿瘤坏死因子受体超家族成员)。对免疫反应起抑制或刺激作用的。它们的主要作用是通过抑制T细胞炎症活性来下调免疫系统并促进自我耐受。因此,这可以预防自身免疫性疾病,但它也可以阻止免疫系统杀死癌细胞这些分子的重要性导致了免疫检查点阻断疗法的发展,它已成为抗癌治疗的主要武器。PD-L1是一种跨膜蛋白和程序性细胞死亡蛋白1 (PD-1)的配体,通过与PD-1相互作用,在维持外周和中枢免疫耐受中发挥重要作用。PD-L1在肿瘤细胞或浸润性免疫细胞中的表达已被各种肿瘤组织(如非小细胞肺癌、黑色素瘤和上皮性卵巢癌)的免疫组化染色证实。
PD-L1的表达得到了很多研究的关注。对73例NFPA(促性腺激素细胞腺瘤,静默性促肾上腺皮质激素细胞腺瘤,NCAs)中PD-L1的表达进行了研究,发现侵袭性NFPA中PD-L1的表达明显低于非侵袭性NFPA (p < 0.05),而在静默性促肾上腺皮质激素细胞腺瘤和NCA中PD-1、PD-L1、PD-L2、CTLA-4、CD80和CD86在43例复发性或侵袭性PAs、17例无复发性或非侵袭性PTs和12例正常垂体中表达的PD-1、PD-L1、PD-L2、CTLA-4、CD80和CD86的表达低于促性腺功能nfpaPD-L2 (p= 0.0001)、CD80 (p=0.0035)和CD86 (p=0.004)水平在复发性或侵袭性PAs中显著升高,但PD-1、PD-L1和CTLA-4水平在复发性或侵袭性PTs与正常垂体之间无显著差异PD-L1 (p=0.02)和PD-L2 (p= 0.0001)在非复发性或非侵袭性和正常垂体中表达明显升高PD-1、CTLA-4、CD80和CD86在非复发或非侵袭性pt与正常垂体间的表达无显著差异。CD86在复发或侵袭性PTs中的表达明显高于非复发或非侵袭性PTs (p=0.035);PD-1、PD-L1、PD-L2、CLTA-4、CD80在两组间无统计学差异PD-1、CTLA-4、CD80和CD86在功能正常的患者(n=21)和功能不正常的患者(n=11)之间无显著差异,另有27项研究证实了PD-1的类似发现PD-L1在25个FPA、30个NFPA和10个健康组织中进行了检测,发现与健康组织相比,PTs中PD-L1的表达显著增加(p<0.001)。有趣的是,PTs中PD-L1的免疫表达水平从阴性染色到高阳性免疫染色不等,而健康组织中PD-L1的免疫表达均为阴性染色。PD-L1的表达在FPA和NFPA之间无显著差异。其他研究报道PD-1和PD-L1在FPA中的表达高于NFPA (p<0.01), 特别是在分泌生长激素的腺瘤中。
转化生长因子1,Smad蛋白和Wnt抑制因子1蛋白(Transforming growth factor 1, Smad proteins and Wnt inhibitory factor 1 protein)
转化生长因子β1 (TGF-β1)是一种具有多种细胞功能的细胞因子,包括控制细胞生长、细胞增殖、细胞分化和细胞凋亡。它在许多人类肿瘤中过度表达,如乳腺癌、黑色素瘤、肾癌、前列腺癌、卵巢癌、血液病、宫颈癌和脑肿瘤。TGF-β通过阻止细胞发生G1/S期转变而抑制细胞周期进程。
Smad蛋白是TGF-β超家族受体的主要信号转导,通过调节细胞的发育和生长。Smad蛋白通过下调Myc激活TGF-β, Myc是一种促进细胞生长的转录因子。Myc也抑制p15和p21,它们分别是Cdk4和Cdk2的抑制剂。当不存在TGF-β时,在细胞质中发现由Smad3和转录因子E2F4和p107组成的抑制复合物。然而,当TGF-β信号存在时,该复合物定位于细胞核,与Smad4结合,并与Myc启动子的TGF-β抑制元件结合,抑制其转录82文献讨论了TGF-β和Smad在几种PA中的作用。
Wnt抑制因子1 (Wnt inhibitory factor 1,简称WIF1)是一种由WIF1基因编码的脂质结合蛋白,与Wnt蛋白结合并阻止其触发信号(Wnt通路关闭)。有研究表明,Wnt信号通路的异常调控与肿瘤发生有关。
在13例侵袭性生长激素瘤和32例非侵袭性生长激素瘤中检测TGF-β1和phospho-Smad3蛋白。TGF-β1蛋白水平在侵袭性生长激素瘤中明显低于非侵袭性生长激素瘤(p<0.01)。低表达的phoho - smad3也与生长激素细胞瘤的侵袭性相关(p<0.01)。
TGF-β1和WIF1在59例未复发的NFPA和45例复发的NFPA 中进行了评估,随访时间为6 - 68个月(平均38.5个月)。TGF-β1、WIF1在复发组的表达低于未复发组(p<0.001)。同一研究还报道,这两种蛋白低表达的NFPA 更容易复发,因此复发时间更短(TGF-β 1:52个月;TGF-β高表达组(TGF-β1: 65个月;wi1: 68个月),但差异无统计学意义另一项研究25对19例侵袭性NFPA和23例非侵袭性NFPA中TGF-β的研究结果与上述研究一致。据报道,侵袭性NFPAa中TGF-β的表达明显低于非侵袭性NFPA (p<0.05)(图3)。
图3:转化生长因子β1/Smad蛋白与Wnt通路。APC =大肠腺瘤性息肉病;CKIα =酪蛋白激酶Iα;糖原合成酶激酶3β;淋巴细胞增强因子;SARA =受体激活的Smad锚;TCF = T细胞因子;转化生长因子β;Wnt抑制因子1。
胶质纤维酸性蛋白(Glial fibrillary acidic protein)
在中枢神经系统中,由几种细胞类型表达神经胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)。研究了326例PAs和13例正常垂体前叶中GFAP和细胞角蛋白的共表达情况。GFAP和细胞角蛋白在326个PAs中的26个和所有13个正常垂体中同时共表达。此外,与未共表达GFAP和细胞角蛋白的腺瘤(17.8%)相比,细胞共表达GFAP和细胞角蛋白的PTs复发率(7.7%)较低。
雌激素受体(Oestrogen receptors)
对62例泌乳素瘤中雌激素受体ERα36和ERα66的表达进行了研究,发现ERα36和ERα66的低表达与肿瘤侵袭及Ki-67.45升高有关,ERα66的低表达与多巴胺激动剂耐药及肿瘤增大有关。
Galectin-3蛋白质(Galectin-3 protein)
半乳糖凝集素-3是β -半乳糖苷结合蛋白家族的成员,在细胞-细胞粘附、细胞-基质相互作用、巨噬细胞活化、血管生成、转移和凋亡等过程中发挥重要作用。它的表达被认为是肿瘤侵袭性的预测性生物标志物研究了12例侵袭性泌乳素瘤和24例非侵袭性泌乳素瘤中半乳糖凝集素-3的表达,差异无统计学意义;45.5%的侵袭性肿瘤和54.5%的非侵袭性肿瘤中半凝集素-3阳性观察到半乳糖凝集素-3的表达与高泌乳素血症的持续性之间存在关联。
细胞周期蛋白A(Cyclin A protein)
细胞周期蛋白A是调节细胞周期进程的细胞周期蛋白家族成员。细胞周期蛋白A的过表达与星形细胞瘤的增殖状态、食管癌的生存期降低、前列腺癌的早期复发和口腔癌的肿瘤分级较差有关;关于NFPA的数据有限。研究了15例侵袭性和16例非侵袭性NFPA中Cyclin A的表达,在少数NFPA中发现表达升高,但似乎与侵袭性无关。
S100B蛋白
S100B在垂体的非内分泌细胞中表达,这也在垂体肿瘤中被描述,表明它们可能在肿瘤发生相关过程中发挥作用。对54例垂体瘤患者及4例正常垂体的S100B蛋白表达进行了研究,发现与正常垂体相比,在垂体瘤中S100B蛋白的表达明显降低。S100B的低表达与Ki-67指数≥3、高倍视野有丝分裂计数>2/10和增殖状态相关,但与侵袭性没有关联。
神经细胞粘附分子(Neural cell adhesion molecule)
神经细胞粘附分子(Neural cell adhesion molecule, NCAM),也称为CD56,是一种表达于神经元、神经胶质和骨骼肌表面的亲同质结合糖蛋白,在细胞-细胞粘附中起着重要作用研究了16例NFPA、8例生长激素激素细胞瘤和5例正常垂体中NCAM的表达情况,发现PT与正常垂体、NFPA与生长激素瘤之间NCAM的表达均无显著差异NCAM的表达与侵袭性也无相关性。
蛋白酪氨酸磷酸酶4A3(Protein tyrosine phosphatase 4A3)
蛋白酪氨酸磷酸酶4A3 (PTP4A3)是蛋白酪氨酸磷酸酶超家族的一个亚类,在一系列上皮肿瘤中表达。这种基因的过度表达促进细胞生长。PTP4A3在34个fpa中表达,在超过一半的肿瘤中表达(19/34);与肿瘤大小有显著相关性(p=0.042)。
类固醇生成因子1(Steroidogenic factor 1)
SF-1蛋白是一种转录因子,被认为与β-catenin(连环蛋白)相互作用。研究了20例复发性促性腺功能PT和31例非复发性PT中SF-1的表达,结果显示,相比弥漫性染色的促性腺激素细胞PT,斑块状SF-1染色的促性腺激素细胞PT更容易更快复发(p=0.0007)。
讨论:
如今,侵袭性可以通过放射涌现出学和外科来估计,但鉴别对日常临床管理有用的生物标志物,并为PT患者提供预后价值的需求是非常重要的。
鉴于文献研究的缺乏,垂体组织的稀缺性和肿瘤生长机制的复杂性,我们试图概述一种简单的方法来理解各种生物标志物的重要性,这些生物标志物用于提供预后信息,并协助治疗临床医生确定适当的患者管理和监测。
本综述表明,MCM-7、EGFR、MMP-9、PTTG、PD-1/PD-L2和CD80/86的表达可能是复发性PTs的预后生物标志物,COX、ARG1、ESM1、PD-1/PD-L2、CD80/86、MMP-9、PTTG和fascin蛋白的表达可能是侵袭性PTs的预后生物标志物。值得注意的是,酪氨酸激酶EGFR高表达的PTs复发风险高出4.9倍(HR 4.9)。此外,酪氨酸激酶FGFR4的表达与PT的增殖特性相关,可能是更具进袭性的肿瘤行为的标志。由于酪氨酸激酶抑制剂是一种治疗选择,这些生物标志物可能具有临床价值。在将其用于日常临床管理之前,需要进行精心设计的随机对照试验,以了解其对PT病理生理学的影响,从而了解其对复发或侵袭的影响。从这个角度来看,最重要的生物标志物似乎是MMP-9、PD-1/ PD-L2和CD80/86。
其他生物标志物TGF-β1、WIF1、GFAP和细胞角蛋白共表达的低表达与PT的复发有关;TGF-β1、phospho-Smad、ERα36和ERα66的低表达与PT侵袭相关,而这些生物标志物和TIMP-1在非复发或非侵袭性PT中表达较高。谨慎地说,我们可以假设上述生物标志物的下调可能与肿瘤生长有关。
其他生物标志物(如EPH、PD-1/PD-L1、CTLA-4、凝集素3、细胞周期蛋白A、S100蛋白、NCA、PTP4A3和SF-1)的表达并未显示出与PT复发或侵袭的明确关联。然而,在我们认为它们不重要而拒绝它们之前,进一步的研究可能会阐明它们在增殖、侵袭或复发中的作用,特别是对于可药物分子,如EPH和PD-1/PD-L1 。
总的来说,这篇综述试图总结新的生物标志物,可以预测PT的行为(即侵袭性、进袭性、转移性)。许多标本数量充足、随访时间充足、结果一致的研究引起了人们对MMP-9、MCM-7和FGFR(酪氨酸激酶途径)的关注。此外,PTTG(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白[mTOR]信号的过度激活)的表达引起了许多研究者的关注。虽然研究没有一致的结果,但大多数研究都报道了与复发或肿瘤生长或鞍上延伸或侵袭性有关。
图4描述了在50多个垂体标本中研究的生物标志物。发现一些生物标志物与PTs的疾病复发和侵袭呈正相关,如COX-2、ARG1、PD-1/PD-L2、TGF-β1、CD80/86等,它们都有逃避免疫系统的作用;FGFR和PTTG在持续血管生成中起作用;MMP-9在持续血管生成和组织侵袭中发挥作用。
图4:垂体肿瘤的阳性和阴性预后生物标志物在左图中显示了与疾病复发和/或侵袭呈正相关的生物标志物。在正确的量表中,显示了与复发和/或侵袭负相关的生物标志物。在量表的底部,显示与疾病复发和/或侵袭无关的生物标志物。评估的生物标记物是根据本综述评估的一项或多项研究中每个标记物至少50种垂体物种的评估进行分类的。
ARG1 =精氨酸酶1;COR-PT =垂体皮质性肿瘤;COX-2 =环氧合酶2;CTLA-4 =细胞毒性t淋巴细胞相关蛋白4;表皮生长因子受体;雌激素受体;ESM1 =内皮细胞特异性分子1;FGFR4 =成纤维细胞生长因子受体4;胶质原纤维酸性蛋白;MCM-7 =小染色体维持蛋白7;MMP-9=基质金属蛋白酶-9;NCPA,无功能垂体腺瘤;PD1 =程序性细胞死亡蛋白1;PDL =程序性细胞死亡配体;PT =垂体瘤;PTTG=垂体肿瘤转化基因;PRLoma=泌乳素瘤;SOM =生长激素细胞腺瘤;TGF-β1 =转化生长因子β1;TIMP-1 =组织金属蛋白酶1抑制剂;WIF1 =Wnt抑制因子1。
在NFPA中,发现与疾病复发和侵袭正相关的生物标志物有:MCM-7蛋白对抗生长信号不敏感,EGFR调节生长信号的自给自足,PTTG在持续血管生成中起作用。在零细胞PT中,具有持续血管生成作用的ESM1与侵袭性呈正相关。在促肾上腺皮质激素细胞PT中,MMP-9在复发性PT中表达高于非复发性PT的。另一方面,许多其他生物标志物可能与PT的疾病复发和侵袭性负相关,如TIMP-1,它在持续血管生成和组织侵袭中起作用,以及ERα36和ERα66。在NFPA中,抗生长信号不敏感抑制剂TGF-β1和参与组织侵袭的WIF1与疾病复发和侵袭呈负相关。在泌乳素瘤中,GFAP和细胞角蛋白的共同表达与PT的疾病复发呈负相关。最后,在S100中未发现与PT的复发和侵袭性相关,而PD-1/PD-L1的表达与复发和侵袭或PT的功能没有一致的关联。
这篇综述强调了利用分子和病理工具来扩展我们对PT发病机制的现有知识的必要性。利用新一代测序技术在分子生物学方面取得的进展包括基因组学、甲基组学、转录组学、蛋白质组学和糖组学,这些都可以整合到“多组学”这个术语中。这一进展将通过首先识别肿瘤的靶标(即生物标志物),然后针对已识别的生物标志物进行个体化治疗方案的治疗,从而引领治疗的新时代。这已经在生长激素细胞PTs中被发现,其中不同的免疫组织化学谱可以帮助识别可能受益于类似治疗的患者亚组。此外,它可以通过靶向特定分子途径识别可能对不同治疗结果产生影响的遗传改变。包括转录因子在内的新的PTs分类在这个方向上迈出了重要的一步。最近的一项开创性研究通过多组学评估了134例功能性PTs患者,如染色体改变、miRNomics (MicroRNA生物学和计算分析)、甲基组学和RNA转录组学根据甲基组学,将这些肿瘤根据其塌陷的CpGs(collapsed CpGs)和肿瘤的分泌情况分为三组:met1与生长营养、乳营养和甲状腺营养相关;Met2与促性腺激素相关;而met3与促肾上腺皮质激素相关。根据miRNomics,这些肿瘤根据microRNA (miRNA)簇分为四组:分泌泌乳素(miR-1)、生长激素(miR-2)、ACTH (miR-3)和卵泡刺激素/促黄体生成素肿瘤(miR-4)。最后,根据转录组学(全基因组学分析:体细胞突变、染色体改变、miRNome、甲基化组、转录组),将这些肿瘤分为6个簇:泛素特异性蛋白酶8野生型促肾上腺皮质激素,显性库欣促肾上腺皮质激素(t1簇),更具进袭性;泌乳素细吧(t2)表达较高的多巴胺受体2,静默性促肾上腺皮质激素皮细胞有促性腺激素细胞的特征(t3);促性腺激素细胞和零细胞(t4);稀疏颗粒性生长激素细胞伴甲状腺激素细胞和多激素pit1阳性(t5);促甲状腺激素细胞,生长激素细胞和混合生长激素-泌乳素细胞(t6)[ubiquitin-specific protease 8 wild-type corticotrophs, overt Cushing corticotrophs (t1 cluster) that appeared more aggressive; lactotroph (t2) with higher dopamine receptor 2 expression, silent corticotroph with a gonadotroph signature (t3); gonadotroph and null-cell (t4); sparsely granulated somatotroph with thyrotroph and plurihormonal PIT1-positive (t5); thyrotrophs, somatotrophs and mixed growth hormone-prolactin (t6).]。
结论
在这篇综述中,我们总结了可以提供预后信息的重要生物标志物,从而帮助临床医生更有效地管理和监测这些肿瘤。PTs多为良性疾病,生存期长。然而,治疗并发症可能会改变这些肿瘤患者的生活质量,从而增加了基于特定分子工具的有效和安全管理的需求。在PT复发和侵袭的背景下,有限数目的分子靶点已经被研究。通过精心设计的介入研究,进一步研究这些生物标志物,将有助于更好地了解PT的分子特征。这可以满足对可治疗分子靶点的日益增长的需求,并导致更个性化的PTs治疗方法。