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肾上腺皮质癌基因及分子机制

2024-05-31 116 上传者：管理员

摘要：肾上腺皮质癌(ACC)是一种罕见的肿瘤，部分可具有分泌类固醇激素的功能，其整体预后不良，尤其是对于难以手术切除的转移ACC患者，临床诊治存在挑战。现有研究表明ACC发病机制复杂，在肾上腺皮质生发及稳态维持中的分子水平改变均可能与疾病的产生相关。本文回顾近年来的研究，从肾上腺皮质的正常发育过程、多组学研究等，总结在此过程中目前可能与ACC相关的基因和分子机制，包括基因改变、表观遗传学改变、非编码RNA差异、免疫微环境及基于多组学分析发现的特征，从而为后续治疗靶点的选择提供依据。

关键词：
ACC
分子机制
多组学研究
肾上腺皮质发育
肾上腺皮质癌
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肾上腺皮质癌(adrenocortical carcinoma, ACC)是一种罕见的、易发生转移的预后不良的肾上腺肿瘤，发病率约每年0.7～2.0例/106,发病年龄呈双峰分布，好发于1～5岁儿童及40～50岁的成年人。ACC可根据是否分泌肾上腺皮质激素分为功能性ACC和无功能性ACC,其中功能性ACC可引起向心性肥胖、满月脸、皮肤紫纹、高血压、低钾血症、女性男性化或男性乳腺发育等，成年患者功能性ACC约占40%～60%;无功能性ACC常表现为意外发现的肾上腺肿物。ACC的治疗与预后取决于其分期，根据ENSAT分期(表1),早期发现的局限于肾上腺的ACC患者(Ⅰ期或者Ⅱ期)5年生存率可高达81%,但半数以上的患者在发现时便已存在转移，难以通过手术治疗。Ⅲ期患者5年生存率降至50%,Ⅳ期患者5年生存率低至13%,且大于50%的R0切除患者会出现复发，故ACC总体5年生存率为10%～20%。现有的临床指南推荐对无法手术的ACC患者应用唯一获批特异性用于ACC的靶向抗肾上腺皮质药物米托坦作为辅助治疗[1],也可联合使用细胞毒性药物，包括铂类、吉西他滨等，但整体的生存获益较小，且证据强度不如米托坦。

因ACC缺乏有效的治疗手段，预后差，故研究ACC分子机制及相关信号传导通路较为重要，对于探索靶向治疗ACC具有重要价值。ACC常常表现为稳态信号通路包括细胞周期、Wnt/β-catenin和蛋白激酶A通路的普遍失调，因此其治疗充满挑战。近期关于ACC的多组学分析及肾上腺生发机制等研究使人们对ACC的分子机制有了新的认识，本文旨在总结和探讨有关ACC的分子机制的进展，为后续寻找可能的治疗靶点提供依据。

表1 肾上腺皮质癌的ENSAT分期

1、肾上腺皮质的正常发育和稳态维持

肾上腺皮质由中胚层发育而来，其形成主要依赖于由核受体亚家族NR5A1(nuclear receptor subfamily 5 group A member 1)编码的转录因子类固醇生成因子1(steroidogenic factor 1, SF1)[2]。肾上腺皮质功能带形成后，由多数位于球状带的干/祖细胞维持。干/祖细胞表达的SHH(sonic hedgehog)可激活肾上腺包膜细胞中Gli家族转录因子的表达，从而驱动后续Wnt应答细胞上的配体受体结合，导致β-catenin在细胞内累积并转移至细胞核内，驱动TCF/LEF依赖性转录程序，这就是经典的Wnt/β-catenin通路。Wnt/β-catenin在肾上腺皮质中呈向心性梯度分布：在球状带中分布最多，在肾上腺皮质的内部区域向网状带逐渐减少并消失。

对肾上腺皮质分化最重要的调节因子是血管紧张素2(angiotensin 2,Ang2)和促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropin hormone, ACTH)。球状带对Ang2有反应，可分化出分泌醛固酮细胞。束状带对ACTH有反应，ACTH与其受体MC2R结合后可激活环磷酸腺苷/蛋白激酶(cAMP/PKA)途径，最终分化出分泌皮质醇的细胞。这一分化过程是通过对Wnt/β-catenin通路的应答实现的。

2、肾上腺皮质癌的分子机制

2.1 基因表达改变

2.1.1 与肾上腺生发及稳态维持相关的基因表达改变：

在ACC中，SF1保持较高的表达水平[3]。在Wnt/β-catenin通路激活的成人ACC中可观察到较高的 NR5A1 表达和 SF1 驱动的分化程序[4]。

在约1/3的ACC中可观察到Wnt/β-catenin通路的激活，包括CTNNB1的激活突变，以及Wnt/β-catenin负调控因子APC(adenomatous polyposis coli)和ZNRF3(zinc and ring finger 3)的失活改变[4]。CTNNB1负责编码β-catenin, APC参与编码β-catenin破坏复合物，ZNRF3是Wnt信号通路的负反馈调节器。它们的突变都可能会导致Wnt/β-catenin信号通路的激活增加。其中APC突变还被认为是家族性腺瘤息肉病 (familial adenomatouspolyposis, FAP)的致病基因，其与较高的 ACC 发病率有关[2]。目前针对Wnt/β-catenin通路在研的药物包括以TCF-β-catenin复合物为靶标的PKF115-584和以β-catenin为靶标的基因沉默技术[5]。

2.1.2 细胞周期调控基因的过度激活：

根据2022年WHO指南，对ACC可使用有丝分裂计数(每10 mm2有丝分裂数)和Ki67标记指数评估肿瘤的增殖率。癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas, TCGA)队列的多组学研究将ACC按照侵袭程度和激素异质性分为3个分子亚型：CoC(cluster of cluster)1、CoC2和CoC3,其中皮质醇分泌水平最高且预后最差的CoC3肿瘤中，也富集了最多的体细胞水平细胞周期激活事件，包括编码细胞周期蛋白及细胞周期蛋白依赖性激酶(CDKs)基因的扩增、编码CDK抑制剂(如CDKN2A)的基因沉默或缺失，以及编码G1/S检查点(TP53和RB1)的守护者基因(guardian)反复出现功能缺失改变[4]。这些基因的突变和拷贝数变异与ACC的预后存在一定相关性[5]。

2.1.3 基因组的不稳定性：

ACC容易受到利用DNA损伤反应机制治疗的影响。目前研究的靶点包括热休克蛋白90(heat shock protein 90,Hsp90)和Wee1激酶，Hsp90参与维持了癌细胞信号通路成分和调节蛋白的稳定性和功能性，Wee1激酶则确保了细胞在正确的时间和条件下进入有丝分裂，避免染色体不稳定和细胞增殖异常。在不同的ACC细胞系中，抑制Hsp90可表现出抗肿瘤活性。而p53等抑癌基因的功能失调可增加不同类型肿瘤对Wee1激酶抑制剂的敏感性。

2.1.4 基于多组学的基因分析研究：

目前已经有一些研究针对ACC进行了包括基因组、转录组、甲基化组、代谢组、表观遗传组学等在内的多组学平台分析，提供了部分可供临床转化的诊断及预后标志物。既往研究证明ACC中BUB1B和PINK1表达高于肾上腺非恶性肿瘤。BUB1B编码BUBR1蛋白，它是一个关键的有丝分裂检查点激酶，可确保染色体正确分离。PINK1编码一种丝氨酸/苏氨酸激酶，在维护线粒体的正常结构及功能中发挥重要作用。针对BUB1B和PINK1的表达水平可以预测ACC患者的总生存期[6]。其他可能有意义的生物标志物包括ASPM、 BIRC5、 CCNB2、 CDK1等，都在预后方面存在较高的相关性[11]。

2.2 表观遗传学的改变

在ACC中可独特地表现为基因印迹的破坏，如在IGF2过度表达机制的研究中，可检测到11p15位点内的印迹缺失[7],通常与细胞周期调节因子CDKN1C的表达降低有关。在ACC中，这些印迹区域的调控异常经常与全染色体杂合性缺失(loss of heterozygosity, LOH)事件相关。

特定DNA甲基化也会引起ACC表观遗传的失调。当前研究表明CpG岛甲基化表型(CpG island methylator phenotype, CIMP)水平较高的ACC患者预后相对更差。另一项研究表明PAX5(pair box 5)、谷胱甘肽 S-转移酶P(GSTP1)、PYCARD和 PAX6的甲基化状态与ACC的生存预后相关，其中PAX5的甲基化状态可作为一个独立的不良预后因素[8]。在体外试验中还可以观察到ACC中存在组蛋白甲基转移酶EZH2的过度表达，可能与肿瘤细胞的增殖及不良预后相关[9]。值得注意的是，近期的一项研究将儿童肾上腺肿瘤分为2个甲基化类型，更具侵袭性的一组富含CTNNB1突变，另一组则富含TP53胚系突变，而在TCGA成人ACC队列暂未发现明显的甲基化事件[5]。

一项研究显示在体外培养条件下，ACC可分泌miR-34a和miR-483-5p, 提示这两种微小RNA(microRNA, miRNA)的水平升高可以将ACC与其他良性肾上腺皮质肿瘤相区分[10]。另有一项针对正在接受新辅助化疗的ACC进展患者的研究显示：在体外条件下恢复 miR-431水平可降低多柔比星和丝裂霉素的IC50(half maximal inhibitory concentra-tion, 半抑制浓度),并增加细胞凋亡。这种治疗作用可能与上皮-间充质转化的逆转相关[11]。近期运用二代测序(next generation sequencing, NGS)技术鉴定出6种miRNA(miR-503-5p、miR-483-3p、miR-450a-5p、miR-210、miR-483-5p 和 miR-421)。它们的表达水平上调可将ACC与良性病变区分开来，其中最佳的标记物是miR-483-3p, 准确度可达 95%[12]。针对ACC与良性肾上腺肿瘤miRNA差异的研究发现包括蛋白质泛素化、一氧化氮、PI3K-AKT信号通路、芳香烃受体、CDC42、mTOR和Oncostatin M等关键分子途径被富集[13]。

ACC中还存在一些长链非编码RNA(lncRNA)的下调，包括与ACC不良预后及复发相关的PRINS和LINC0027、可调节IGF1R及CDK6表达的ASB16-AS1、可减少miR-298丰度从而调控肿瘤增殖的UCA1等[5]。

2.3 类固醇激素前体和代谢物的改变

功能性ACC可过度分泌类固醇激素，引起皮质醇增多症(50%～80%)、女性男性化(40%～60%)/男性乳房发育(1%～3%)和原发性醛固酮增多症(相对罕见),常表现为混合型的激素分泌过量，其中最常见的是皮质醇与雄激素的共分泌。在90%的病例中可以检测到类固醇激素前体的蓄积。其中17-羟孕烯醇酮、11-脱氧皮质酮、11-脱氧皮质醇、睾酮异常升高可能会与不良预后相关。一项使用超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)的研究发现肾上腺良性肿瘤及ACC患者的尿液代谢组存在差异， ACC患者尿液中存在69种独特的代谢物，其中尿肌酸核苷水平升高，L-色氨酸、Nε,Nε,Nε-三甲基-L-赖氨酸(TML)和3-甲基组氨酸(3-MeHis)水平降低[14]。一些研究显示针对胆固醇酯化的酶SOAT1所研发的抑制剂Nevanimibe(ATR-101)可诱导胆固醇依赖性ACC细胞的死亡[15],提示针对类固醇生成通路的治疗可能会对ACC有一定效果。

2.4 胰岛素样生长因子2 (insulin-like growth factor 2,IGF2)过表达

IGF2通过与IGF1受体(IGF-1R)和胰岛素受体α(insulin receptor isoform A, INSR-A)结合，可激活MAPK和PI3K-AKT信号通路，可能在肾上腺的胚胎发育中起到重要作用，在85%的成人ACC患者中证实存在IGF2过表达[16]。但针对IGF2靶向的IGF-1R抑制剂并未能取得明确疗效，近期研究显示单一疗法靶向药物的耐药性来源于其他致癌信号通路的激活[17],因此针对单一通路的阻断可能会被其他通路的激活所代偿，这或许可解释IGF-1R抑制剂的疗效不佳。

2.5 免疫微环境改变

与其他恶性肿瘤相比，ACC的免疫浸润、淋巴细胞比例及免疫相关基因表达水平较低，因此被认为是一种非免疫原性的恶性肿瘤。与正常组织和肾上腺腺瘤相比，ACC中的MHC Ⅱ和FAS-FASL系统的表达均较低，脂多糖(LPS)信号分子、CD14、MD2、Toll样受体4等的表达水平显著下降。但目前针对免疫检查点抑制剂治疗ACC的临床试验显示仅有6%～23%的部分缓解率。由于部分ACC可分泌具有免疫抑制作用的皮质醇，可能会进一步减弱肿瘤组织中的免疫表达。因此，抑制皮质醇合成及免疫检查点抑制剂的组合可能会具有一定的疗效。肿瘤微环境的另一个要素脂肪干细胞(adipose-derived stem cells, ADSCs)也被证明与ACC侵袭性相关，肿瘤细胞会限制ADSCs的分化，促进其增殖，从而使与癌细胞迁移相关的CXC趋化因子配体 12 (CXCL12)-CXC-趋化因子受体 7 (CXCR7) 信号通路的激活增加，最终促进肿瘤的生长和侵袭[18]。

3、总结与展望

本文简述了肾上腺皮质的发育过程及稳态维持方式，并以此为依据对ACC当前的分子机制进行了分类阐述，包括基因表达改变、表观遗传学改变、类固醇前体和代谢物改变、IGF2过表达、免疫微环境改变。但目前上述机制的临床靶向治疗仍然是一个亟待解决的难题，尽管存在可能的治疗位点，当前ACC的治疗基本上仍然有赖于手术切除及米托坦的应用，尚缺乏特异性高且有效的靶向治疗。后续深入研究可通过探讨机制间的关联性寻找更多可能的治疗靶点。

基金资助:国家重点研发计划项目常见多发病防治研究专项(2022YFC2505300,子课题:2022YFC2505304);

文章来源:刘晶华,卢琳.肾上腺皮质癌基因及分子机制[J].基础医学与临床,2024,44(06):748-752.