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原发性中枢神经系统淋巴瘤发病机制研究进展

原发性中枢神经系统淋巴瘤(primary central nervous system lymphoma,PCNSL)是指原发于颅内、眼、脊髓和软脑膜等部位的非霍奇金淋巴瘤,并在明确诊断时,无中枢神经系统(central nervous system,CNS)以外淋巴结受累。由于CNS中不存在淋巴组织,因此PCNSL的确切发病机制尚不明确,目前比较流行的有两种假说,第一种假说认为PCNSL来源于外周淋巴细胞的恶性转化,依据是CNS原发和外周发生的淋巴瘤细胞免疫表型并无明显差别。另一个假说认为由于血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)的存在,免疫细胞不能进入CNS,颅内环境成为肿瘤逃逸的“庇护所”,从而易于发生PCNSL。随着近年来对PCNSL研究的深入,有关其发病机制有了一些新的认识,本文作一综述。

 

目前为止,淋巴细胞在CNS中的反应过程均集中在T细胞的研究,尚无关于B细胞的研究。基于T细胞的研究,淋巴细胞在CNS中的反应过程如下:在血管周围间隙,巨噬细胞处于不同的激活状态,淋巴细胞与抗原呈递细胞(antigen-presenting cell,APC)细胞发生反应,从而刺激淋巴细胞的聚集。通过脑血管内皮细胞的基膜后,淋巴细胞聚集在血管周围间隙,可能与血管周围的巨噬细胞发生关系。

 

如果CNS出现炎症,T细胞会寻找特定的抗原,也会有更多的T细胞进入CNS。如果没有抗原刺激,T细胞仍然会滞留在血管周围间隙。假设B细胞与T细胞有类似的过程,那么它们在血管周围间隙聚集的现象可能与缺乏抗体特异性反应有关。生理情况下,CNS处于免疫下调状态,但是在病理状态下,神经免疫系统会被激活,使得CNS容易出现炎症或者肿瘤。发生PCNSL时,活化的分化抗原簇(cluster of differentiation,CD)CD4和CD8 T细胞,反应性B细胞以及巨噬细胞都被募集进入脑组织,这些细胞可能与淋巴瘤的发生有关。免疫缺陷是目前唯一已知的PCNSL危险因素。感染人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)的患者罹患PCNSL的风险是普通人群的3600倍,此外,使用免疫抑制剂药物或者一些自身免疫病的患者也容易发生PCNSL。EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)感染是免疫缺陷人群罹患PCNSL的重要因素,此类人群感染EBV后,EBV的慢性刺激会引起B细胞的永生化,并最终形成淋巴瘤。

 

而免疫功能正常的人群,受到病毒感染的B细胞会被T细胞抑制。另外,EBV感染容易使CNS出现淋巴瘤,获得性免疫缺乏综合症(acquired immune deficiency syndrome,AIDS)相关的全身淋巴瘤患者中,EBV阳性患者的CNS出现淋巴瘤的几率是EBV阴性患者的10倍,因此脑脊液(cerebral spinal fluid,CSF)中的EBV滴度被广泛用于免疫缺陷患者的PCNSL筛查。

 

一、CNS微环境

 

在PCNSL发病中的作用CNS中的神经元、少突胶质细胞、室管膜细胞、脉络丛上皮细胞等都可能与肿瘤细胞产生相互作用。产生PCNSL时,大脑血管内皮细胞、星形细胞和小胶质细胞被激活,星形细胞和小胶质细胞的化学因子配体12[chemokine(C—X—C motif)ligand12,CXCLl2]、趋化因子受体5(chemokine receptor,CCR5)和CCR5上调,内皮细胞表达CXCLl2和CXCLl3,T细胞表达CCR5和CCR6。CXCL9与CXCLl2的结合能够促进CXCR4+CXCR3+CD8 T细胞以及CXCR4+B肿瘤细胞的迁移。除了在脑组织中广泛浸润外,CD8 T细胞还选择性聚集在脑室周围区,这与室周巨噬细胞和周细胞表达的CXCL9有关。

 

恶性B细胞表达的趋化因子可能与细胞的嗜血管特性有关,血管内皮细胞表达的白细胞介素(interleukin 4,IL4)也有利于细胞的嗜血管特性。另外,星形细胞、小胶质细胞、大脑内皮细胞表达CD44,能够与表达骨桥蛋白的肿瘤细胞结合,可能会促进淋巴瘤细胞向脑组织的迁移及浸润。与外周淋巴瘤相比,PCNSL中的细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocytes,CTLs)含量较高,出现反应性血管周围浸润(reactive perivascular infiltrates,RPVI)的PCNSL患者接受大剂量甲氨蝶呤化疗后,总生存率明显好于RPV I阴性的患者。

 

CTL的杀伤作用依赖于靶细胞表达人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)I和II类分子,但是由于存在免疫逃避机制,这两类分子在CNS中有不同程度的表达缺失,使得CTLs无法产生有效的抗肿瘤作用。73%的PCNSL病例有6p21.32染色体区域的杂合或纯合缺失,或者出现单亲源二体,此区域染色体含有主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)II型,编码HLA-DRB、HLA-DQA和HLA-DQB基因。55%和46%的PCNSL没有表达A和HLA II类分子。这表明MHC分子丧失可能有利于肿瘤细胞逃避免疫反应,有利于肿瘤细胞的存活。

 

二、PCNSL的基因突变

 

由于95%以上的PCNSL均为弥漫大B细胞淋巴瘤(diffuse large B cell,DLBCL),因此目前国外关于PCNSL发病机制的研究基本集中在DLBCL方面。DLBCL的发生与多种分子信号改变有关,基因研究发现PCNSL是DLBCL的一种特殊类型。通过对35例PCNSL冰冻标本进行基因谱测定,发现大约有100种PCNSL基因与全身DLBCL的基因表达出现至少2倍以上的差异,这些基因与B细胞分化、增殖、凋亡和细胞信号传导有关。B细胞的发展是一个不断成熟的过程,以便对特定的抗原进行识别和结合。B细胞分化的各个阶段都需要进行DNA解链,包括遗传物质的高速交换,因此任何一个环节发生错误都可能引起淋巴瘤的产生。

 

研究发现,PCNSL中核因子(nuclear factor,NF).KB通路上的多种基因出现激活,包括BAX,BCLXL,BCL2,MALT1,CARD9,CARD10,CARD11,CARD14,CCND2,CFLIP,RELA,RELB,NFKB1,NFKB2,IRF4等基因,这是因为NF—KB的多个上游通路出现突变所致,如toll样受体(toll-like receptor,TLR)、B细胞受体(B cell receptor,BCR)信号通路及其靶点等。BCR复合物含有IG重链和轻链,以及CD79A和CD79B亚单位,BCR信号能诱导B细胞的分化、增殖以及凋亡,其正常表达对于B细胞的存活至关重要。这些基因在PCNSL中出现突变的比例分别为BCR 44%、SHIP(25%)、CD79B(20%)、CBL(4%)、BLNK(4%)。BCR信号传至BCM复合体,后者由三个成分构成,包括BCLIO、MALT1、CARD11,因此这些基因在PCNSL中也出现不同程度的改变。大约50%的PCNSL会由于MYD88基因突变导致TLR通路异常,大约36%的PCNSL病例会在265位点出现亮氨酸一脯氨酸突变(L265P),这是一个致癌突变。此外,大约40%出现L265P突变的PCNSL病例会同时伴有CARD11突变,二者产生协同作用,促进NF-KB激活。除了BCR和TLR通过经典通路激活NF-KB之外,B细胞活化因子(B cell activating factor,BAFF)受体介导的刺激作用能通过非经典通路激活NF-KB

 

总之,NF-KB上游的一些通路会单独或者通过协同作用激活NF-KB通路。在PCNSL,体细胞高频突变(somatic hypermutation,SHM)也较常见,例如PAX5、TTF、CMYC、PIM1出现异常SHM的比例分别为50%~70%。除了发生易位,基因物质的获得及缺失也比较常见,其中18q21.33-q23、染色体12和10q23.21的获得性基因突变发生率分别为43%、26%和21%,基因缺失的发生率分别为6q21(52%)、6p21(37%)、8q12.1-q12.2(32%)和10q23.21(21%)。

 

各种不同的基因在B细胞恶性转化的不同阶段分别扮演不同角色。例如B细胞生长因子IL-4高表达于PCNSL组织。PCNSL内皮细胞表达IL.4可能是其“嗜血管”生长的原因。Tun等使用通路分析(SigPathway方法)比较了PCNSL与非CNS淋巴瘤在细胞外基质(extracellular matrix,ECM)以及粘附相关通路基因组之间的差别,发现ECM受体通路基因,如骨桥蛋白(osteopontin,SPPl)和chitinase 3-like 1(CHI3L1)上调最明显,表明脑微环境与淋巴瘤细胞之间的相互作用对PC-NSL至关重要。SPPl参与多种细胞功能,包括CNS趋向性、B细胞迁移和活化、淋巴增殖等,而且,SPPl过表达与肿瘤侵袭性、转移性以及预后差有关。SPPl和DDRl(ECM/粘附基因)可能与PCNSL的CNS趋向性有关,CXCL13和SPP1可能与B细胞的迁移有关。CHDLI在肿瘤细胞增殖、分化、存活、迁移、转移以及血管形成中都具有重要作用。Montesinos-Rongen等发现PCNSL的4种促癌基因,PAX5、PIM1、c—MYC和RhoH/T1T的表达增高,这些基因在B细胞的发展和分化以及增殖和凋亡调节中都具有重要作用。

 

PCNSL形成过程中多种基因的表达出现改变,包括点突变、扩增、异位、缺失等,涉及到的主要通路包括BCR通路、NF-KB通路及其靶点。通过检测淋巴瘤细胞的表面标记物,能够反映肿瘤细胞对应的B细胞分化时期。B细胞淋巴瘤6(B-cell lymphoma 6,BCL6)是生发中心(germinal center,GC)反应中调节B细胞激活、分化、细胞周期停滞和凋亡的主要调节因子,仅表达于来源于GC的B细胞,约60%-80%的PCNSL表达BCL6蛋白,BCL6的持续激活能使得PCNSL肿瘤始终处于GC阶段。因此PCNSL中的DLBCL处于细胞的成熟期,相当于生发中心(germinal center,GC)细胞。有些淋巴瘤细胞还同时表达干扰素调节因子(interferon regulatory factor 4,IRF4),表明肿瘤细胞正处于离开GC的阶段。BCL6和IRF4之间存在负反馈环路,二者的相互作用能引起GC过程的终结,促进终末B细胞的分化,而在PCNSL中,二者的负反馈机制消失,均出现高表达。

 

三、表观遗传学改变

 

表观遗传学的改变也与PCNSL的发病有关。基因芯片研究发现,与正常组织相比,PCNSL组织中有194个基因发生DNA甲基化,其中多梳基因以及启动子区富含CpG成分的基因差异最明显。DNA甲基化引起的基因沉默是最常见的表观遗传学改变之一,如PCNSL中出现多个基因的超甲基化,发生率分别为死亡相关蛋白激酶(death-associated protein kinase,DAPK)84%、细胞周期依赖性激酶抑制基因(cyclin-dependent kinase inhibitor,CDKN2A)75%、06一甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶(06-methylguanine-DNA methyltransferase,MGMT)52%、还原叶酸载体基因(reduced folate carrier gene,RFC)30%,这也为PCNSL的治疗提供了潜在的靶点。但是与中枢系统之外的DLBCL相比,基因甲基化水平没有明显差异。而对于MGMT发生甲基化的患者,替莫唑胺治疗效果较好。

 

四、预后生物学靶点

 

有研究发现与预后有关的分子改变,例如22例PCNSL病例研究发现染色体6q的拷贝数丢失与患者预后有关。另外一项研究也发现CDKN2A纯合子缺失与无进展生存期以及总生存期短有关。一项有18人参与的研究发现,RFC启动子甲基化与大剂量甲氨蝶呤治疗后的完全缓解率低有关。另一项对50例PCNSL的病例研究中,发现82%的PCNSL病例高表达MYC及BCL2,同时出现MYC、BCL2和BCL6蛋白表达也可能与PCNSL的生存期短有关。但是仅有8%的病例出现MYC断裂,提示PCNSL中也存在BCR介导的MYC表达。转录因子STAT6也高表达于PCNSL组织,过表达人信号传导子及转录激活子6(signal transducer and activator of transcription 6,STAT6)的肿瘤组织与甲氨蝶呤治疗后肿瘤的浸润性生长、早期进展以及生存期短有关,因此STAT6有可能成为判断PCNSL预后的一个潜在生物学靶点。蛋白质组学研究也发现一些潜在的PCNSL生物学靶点,例如抗凝血酶(antithrombin III,ATIII)的出现强烈提示PCNSL,ELISA方法检测ATIII的表达在PCNSL的诊断中要比细胞学方法具有更高的准确性(敏感性>75%,特异性>98%)。Braaten等发现PCNSL患者过表达BcL-6预示着生存期较长。

 

另外,多中心研究发现RPVI的出现也与预后较好有关,这些都表明肿瘤微环境在PCNSL的发生发展中具有重要作用。虽然有关PCNSL的研究取得较大进展,但是由于多数研究病例数较少,因此研究结果的可比性较差,临床与分子参数之间也缺乏明显关联,亟需大样本量的研究进行证实。另外,PCNSL的确切发病原因以及与外周DLBCL的差别也是亟待解决的问题。

 

来源:中华神经外科疾病研究杂志2017年第16卷第2期

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