胸腺上皮性肿瘤的分子病理研究进展

胸腺上皮性肿瘤的分子病理研究进展
夏秋媛
【摘要】Molecular genetic findings show that types A and AB thymomas have a low frequency ( 7% - 8% ) of allelic imbalance , whereas B2 and B3 an alteration rate of approximately 20% . Recent researches focus on the signaling pathway and targeted thera pies of the tumors. Immunohistochemical findings indicate that the epidermal growth factor receptor ( EGFR ) is overexpressed in most thymic carcinomas, while FISH shows rare EGFR mutations in thymic malignancies ( 1. 9% ). Responses to EGFR inhibitors have been observed in several cases. KIT is overexpressed in 2% of thymomas and 79% of thymic carcinomas, while KIT mutations are found in only 7% of thymic carcinomas and not related with the KIT overexpression. The clinical relevance of KIT mutations is comparatively limited in thymic malignancies. Apart from EGFR and KIT signaling pathways, other molecular alterations with potential prognostic or therapeutic relevance are emerging in thymic malignancies, such as IGF-1R and VEGFR signaling pathways.%文中综述了有关胸腺上皮性肿瘤分子病理的研究现状,分子遗传学研究发现,WHO胸腺瘤分类的A型和AB型,出现遗传学变异率较低(7% ~8%),B2及B3型胸腺瘤变异率较高(近20%).近年来的研究热点集中在该类肿瘤的信号通路及靶向治疗.从免疫组化研究提示,表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)在胸腺瘤及胸腺癌表达水平通常较高,而荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)检测则发现,EGFR几乎很少出现基因突变(1.9%),少数报道肯定了胸腺肿瘤EGFR靶向治疗的应用前景.对
v-kit猫科肉瘤病毒转化基因(v-kit Hardy-Zuckerman 4 feline sarcoma viral oncogene hemolog,KIT)的研究表明,有2%胸腺瘤及79%胸腺癌中KIT呈高表达,而仅7%的胸腺癌存在KIT的突变,且KIT高表达与KIT突变无相关性.有人认为,在胸腺肿瘤中KIT突变的临床意义具有局限性.此外,对于胰岛素样生长因子1受体(insulin-like growth factor-1 receptor,IGF-1R)、血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor,VEGFR)信号通路运用于胸腺上皮性肿瘤靶向治疗的效果,其相关临床研究尚在进行中.
【期刊名称】《医学研究生学报》
【年(卷),期】2013(026)003
【总页数】5页(P314-318)
【关键词】胸腺瘤;胸腺癌;分子病理;表皮生长因子受体;v-kit猫科肉瘤病毒转化基因
【作者】夏秋媛
【作者单位】210002,南京,南京大学医学院临床学院(南京军区南京总医院)病理科【正文语种】中文
【中图分类】R361.3
0 引言
胸腺瘤和胸腺癌是临床病理工作中最常见的纵膈肿瘤之一，属于胸腺上皮性肿瘤中具有恶性或潜能恶性的肿瘤，约占全部恶性肿瘤的0.2%～1.5%［1］。

通常，胸腺瘤属于原位复发而几乎不发生转移的肿瘤。

因此，多数胸腺瘤仅需手术治疗或手
术加术后放疗。

但胸腺癌在手术切除及放化疗后仍出现高复发和转移的可能性。

目前，临床上对于胸腺肿瘤最好的治疗方案尚存在争议。

病理学上，依据WHO胸腺肿瘤分类标准，将胸腺肿瘤分为胸腺瘤(A，AB，B1，B2，B3型)和胸腺癌［2］。

近年来，有关胸腺肿瘤的研究主要集中在肿瘤的分类、分型及其预后上，已经有多量文献资料报道了相关基因(EGFR、KIT等)在胸腺肿瘤中突变与表达的研究。

有些研究还涉及以新型的靶向药物治疗高级别胸腺恶性肿瘤，且提示有效，使运用分子技术诊断及治疗胸腺肿瘤成为可能。

1 胸腺上皮性肿瘤的分子遗传学
胸腺肿瘤的分子遗传学特征、基因分型及其与WHO形态学分型的关系一直是学
者们探讨的热点。

纵观所有类型的胸腺上皮肿瘤，Lee等［3］用 cDNA芯片比较基因组杂交(comparative genomic hybridization，CGH)的方法检测了39例胸
腺瘤(A型6例，AB型11例，B1型7例，B2型7例，B3型8例)，发现基因改变涉及 1、2、3、4、5、6、8、12、13 和18号染色体，提示胸腺瘤为一组基因异质性肿瘤。

其中2、4、6和13号染色体基因缺失在所有类型的胸腺瘤中都曾出现，而以发生在6号染色体长臂的基因缺失频率最高，主要为6p21.3和6q23，
6q25－27。

已知许多的抑癌基因位于6号染色体长臂上，推测胸腺瘤的发生与抑癌基因缺失有关。

按照胸腺瘤的各组织学亚型分别讨论，它们具有不同的分子遗传学特征。

Inoue等［4］总结了55例胸腺肿瘤(根据WHO分类、A型胸腺瘤11例、AB型胸腺瘤
18例、B2型胸腺瘤6例、B3型胸腺瘤18例、胸腺癌4例)，通过微卫星分析和CGH技术检测其遗传改变，结果显示A型和AB型胸腺瘤发生遗传改变的频率较低，仅7%～8%，而B2及B3型胸腺瘤的变异率较高，近20%。

关于A型胸腺
瘤基因突变的位点，Zettl等［5］的研究仅发现6号染色体长臂存在一致性杂合
丢失，而Lee等［3］则发现A型胸腺瘤中存在多种类型的基因改变，如染色体
1q，9q，16，17，20，22 的获得突变及染色体 2q，4q，5q，6q，9p和13q
的缺失突变。

有共识的是，与B型胸腺瘤相比，A型胸腺瘤的异质程度和变异频
率仍是较低的。

如上述，AB型胸腺瘤的遗传变异率亦较低，从发生遗传改变的染色体区域看，AB 型胸腺瘤同时存在A型胸腺瘤与B型胸腺瘤的特征，但更接近于B型胸腺瘤。

将AB型胸腺瘤中的“A型成分”区域经显微分离，单独检测其遗传改变，发现其与
A型胸腺瘤在遗传学上并不相同，证明AB型胸腺瘤具有基因异质性［4］。

B型胸腺瘤则呈现高度的基因异质性和广泛的染色体变异，Lee等［3］的研究发现，B1型胸腺瘤存在染色体 1p，2q，3q，4，5，6q，8，13，18 的缺失和染
色体9q的获得突变;B2型胸腺瘤存在染色体1p，2q，3q，4，5，6q，8，13，18 的缺失突变;B3 型胸腺瘤存在染色体2q，4，5，6，8，12q，13，18 的缺失
和1q 的获得突变。

另外，B2、B3型胸腺瘤中常见染色体5q21－22(APC位点)、7p15.3和8p11.21位置的基因改变。

在一些AB型胸腺瘤中也含有APC位点的
杂合性缺失和染色体8p11.21位点的“高危”突变，但不表现出更高的侵袭性，
提示这些“高危”突变的效应可能受某个目前尚不明抑癌基因的影响。

虽然B2型和B3型胸腺瘤的基因改变基本一致，但仅在B3型胸腺瘤中出现APC、RB和
TP53基因的同时突变。

胸腺鳞状上皮癌的常见遗传改变是染色体1q、17q、18 获得性突变及染色体3p、6、16q、17p 缺失性突变。

除胸腺肿瘤存在6q25位点的突变外，胸腺鳞状上皮
癌和B3型胸腺瘤还存在共同的基因改变，如染色体1q获得突变及6号染色体缺失突变，这种共同具有的遗传学异常改变，表明了B3型胸腺瘤和胸腺鳞状细胞癌之间的密切关系［1，5］。

2 胸腺上皮性肿瘤的信号通路及靶向治疗
2.1 EGFR信号通路 EGFR是酪氨酸激酶受体(Receptor tyrosine kinases，RTKs)
中的一类，EGFR 家族包括了 ErbB1(EGFR)、ErbB2(HER2)、ErbB3(HER3)、ErbB4(HER4)，它们都含有1个细胞外配体结合结构域、1个跨膜结构域和1个
具有酪氨酸激酶(tyrosine kinase，TK)活性的细胞质结构域。

EGFR(HER1，
ErbB1)基因位于第7号染色体(7p11.2)，全长200kb，由28个外显子组成，广泛分布于除成熟骨骼肌细胞、体壁内胚层和造血组织以外的所有组织细胞。

活化的EGFR对肿瘤发展起重要作用，包括促细胞的增殖、影响细胞的运动、黏附、浸润和细胞的生存及血管生成。

EGFR其TK功能区由外显子18－24编码，突变多位
于EGFR-TK区域(18－21外显子)。

在非小细胞肺癌中，EGFR基因突变往往提示EGFR抑制剂的治疗有效。

v-ki-ras2大鼠肉瘤病毒转化基因(v-ki-ras2 kirsten rat sarcoma riral oncogene homolog，KRAS)是位于EGFR下游具有三磷酸鸟苷(guanosine triphosphate，GTP)酶的活性蛋白质，它从细胞表面受体传递增殖信号至细胞核中而发挥其作用。

在非小细胞肺癌中，KRAS基因突变与EGFR基因突变不同时出现，而KRAS突变预示EGFR-酪氨酸激酶抑制剂(tyrosine kinase inhibitor，TKI)治疗无效［1］。

运用免疫组化技术研究EGFR在胸腺肿瘤中表达的变化是近年来人们研究的热点之一［6－9，1］，有报道，对227例胸腺瘤及41例胸腺癌病例的研究结果表明，胸腺瘤的EGFR免疫组化阳性率为33%～100%［1］(平均70%)，而胸腺癌的阳
性率为20%～100%［6，9］(平均 53%)。

这些研究结果显示，EGFR表达与肿瘤良恶性无明显相关性(P=0.23)，但Girard等［1］和Suzuki等［6］的研究提示，EGFR 表达强弱与高级别肿瘤具有明显相关性(P=0.023)。

Ionescu等［10］运用FISH技术，检测了32例胸腺瘤及胸腺癌患者中EGFR基因扩增情况，结果显示
B3型胸腺瘤中EGFR基因明显扩增，但EGFR基因扩增与EGFR高表达无明显关联，但在高级别肿瘤中(与低级别肿瘤比较)有较高的基因扩增(P=0.005)。

研究发现，胸腺恶性肿瘤中EGFR基因突变是非常少见的现象［1，6－8，10－12］，
迄今为止，在 158 例胸腺瘤及胸腺癌病例中，仅发现3例EGFR基因突变，2例
为L858R突变，1例为G863D突变，这2个位点的基因突变均在非小细胞肺癌
病例中出现过，且有报道称，发生这2种突变的病例对EGFR抑制剂治疗有效，EGFR表达与 EGFR基因突变情况无相关性［8，11］。

EGFR信号通路下游的蛋白中，PIK3CA，AKT1，ERBB2，MEK1和 PTEN 基因未发现突变［1］，仅RAS基因突变有所报道。

Girard等［1］研究发现，7%(3/45)的胸腺上皮肿瘤发生了RAS基因突变，其中1例为G12A KRAS突变，1例为
G12V KRAS突变，另有1例为G13V HRAS突变。

而在另2项研究中，共计27
例胸腺肿瘤中并未检测到KRAS基因突变［12］。

2.2 KIT信号通路 KIT为一种TK活性的跨膜生长因子，其配体系细胞分散因子。

KIT在胃肠道间质瘤(Gastrointestinal Stromal Tumors，GISTs)发生发展中起了
重要作用［13－14］，据报道近95%的GISTs过度表达KIT。

KIT的过度表达与
其基因结构域中外显子9、11、13、17的突变有关。

这些突变导致KIT激酶被激活。

而KIT的发现彻底改变了临床对GISTs的治疗理念，因 GISTs对化疗反应无
明显疗效，而使用甲磺酸伊马替尼(KIT抑制剂)后其疗效显著。

KIT在胸腺上皮性肿瘤中表达的研究，其结果不完全一致［1，8，15－16］，在291 例胸腺瘤及 97 例胸腺癌病例的多项研究中，胸腺瘤的KIT免疫组化阳性率0%～6%，平均仅 2%［1，8，15－16］，而胸腺癌中 KIT阳性率为 20%～92%［15－16］，平均高达 79%。

由于KIT表达水平在胸腺瘤和胸腺癌中存在明显差异(P＜0.001)，故有学者提出将KIT作为胸腺癌与胸腺瘤鉴别的诊断标记物。

然而，与KIT在胸腺癌中广泛高表达不同，KIT基因突变比较罕见。

总结多项研究共70
例胸腺癌患者的研究资料，仅发现5例胸腺癌存在 KIT基因的突变，其突变率仅
约7%［1，5，8，16－18］。

其中 2 例突变为 V560 缺失，值得注意的是该突
变在GISTs中已经被发现，并有报道称该基因突变的GISTs患者对伊马替尼治疗
敏感［1，17］。

第 2 种 KIT 突变为 L576P 置换［8］，曾在GISTs及黑色素瘤
中发现，并称该基因突变的病例对伊马替尼及苏尼替尼治疗也敏感。

此外，其他的突变包括 D820E［19］和发生在外显子14的 H697Y突变［1］，而后者曾在体
外实验中报道对伊马替尼及苏尼替尼有较高的敏感性。

2.3 IGF-1R信号通路IGF家族分为3大类:包括IGF、IGFR和10种IGF结合蛋白。

IGF有2个亚型，分别为IGF-Ⅰ及IGF-Ⅱ，它们与胰岛素结构相似，不同的是两
者不在胰岛细胞内合成，而是由机体多种组织和器官合成并分泌。

同样，IGFR也
分为IGF-IR，IGF-ⅡR 2种亚型。

其中IGF-IR在核糖体内合成，为酪氨酸酶跨膜
蛋白受体，基因定位于15q［20］。

IGFs促增殖和生长的生物活性主要由IGF1R 介导，而且通过IGF1R下游的信号转导:即Raf激酶/丝裂原激活的蛋白激酶(Raf kinase/mitogen-activated protein kinase，Raf/MAPK)通路和磷脂酰肌醇-3磷酸/丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(phosphatidylinesitd-3-kinase/serine/threanine protein kinase，PI3K/AKT)信号通路，从而影响细胞的生长和分化［21］。

Girard等［22］对手术切除的63例胸腺肿瘤(胸腺瘤56例，胸腺癌7例)进行了
一系列免疫组化研究，结果显示86%的胸腺癌病例中IGF-1R呈中高水平表达，
而胸腺瘤仅为43%;在高级别(Ⅲ－Ⅳ级)肿瘤的IGF-1R表达水平亦明显高于低级别肿瘤(Ⅰ－Ⅱ级)(P=0.007)。

值得注意的是IGF-1R中高水平表达的肿瘤同时存在EGFR高表达(P=0.015)。

这种IGF-1R和EGFR协同表达的现象也出现在非小细
胞肺癌。

体外研究表明，这种协同作用可能是由于EGFR及IGF-1R相互作用，形成异源二聚体，使2个受体同时磷酸化，从而激活其共同的下游信号通路。

这一
机制是否存在于胸腺上皮性肿瘤中，仍需进一步研究。

Zucali等［23］用免疫组化的方法检测了111例胸腺上皮性肿瘤IGF-1R表达水平，其中8例为胸腺癌，103例为胸腺瘤。

结果显示38%胸腺癌呈中-高水平表达，而胸腺瘤仅为8%，且其表达水平在高级别胸腺瘤高于较低级别，复发性胸腺瘤高
于原发性，这些结论与 Girard等［22］的研究结果一致。

Girard等［22］研究
表明，仅胸腺肿瘤的级别及组织学类型与肿瘤预后呈显著相关性，而IGF-1R的表达无法预测肿瘤预后。

2.4 抑制血管生成血管生成是肿瘤发展中的重要环节，已证实多种血管生长因子
在调节血管内皮细胞增殖、促进肿瘤生长以及肿瘤血行转移方面起到重要作用。

其中最重要的是VEGF及其同源内皮RTKs的VEGFRs家族(包括VEGFR-1、VEGFR-2和VEGFR-3)［24］。

在正常生理性血管生长过程中，如胚胎形成、骨
骼生长等，VEGF有正常水平的表达。

在病理情况下，可出现VEGF的异常;在缺血性疾病中，缺氧可刺激VEGF上调，通过对内皮细胞强烈的促有丝分裂作用，促
进新生血管形成，改善组织供血。

在肿瘤组织中，肿瘤侵入的巨噬细胞和肥大细胞能分泌高水平的VEGF，以旁分泌的形式刺激肿瘤血管内皮细胞，促进内皮细胞增殖、迁移，诱导血管形成，促进肿瘤持续生长，并提高血管通透性，引起周围组织纤维蛋白沉着，促进单核细胞、成纤维细胞和内皮细胞浸润，有利于肿瘤基质形成和肿瘤细胞进入新生血管，促进肿瘤转移。

Cimpean等［25］用免疫组化研究了正常和异常胸腺中VEGF和VEGFR-1、VEGFR-2的表达，结果显示正常的胸腺组织中亦表达VEGF，而在B3型胸腺瘤中，肿瘤上皮细胞及血管内皮细胞VEGF表达呈强阳性，VEGFR-1、VEGFR-2表达亦阳性。

Tomita等［26］研究了46例胸腺肿瘤(18例非侵袭性胸腺瘤，20例侵袭性胸腺瘤及8例胸腺癌)侵袭性与微血管密度及VEGF表达水平的关系，结果显示
肿瘤侵袭性与微血管密度及VEGF表达水平皆呈正相关。

作者认为胸腺肿瘤中的
血管生成依赖于VEGF的表达，而胸腺癌患者血清中出现VEGF水平升高，胸腺
瘤患者则缺乏此现象。

Sasaki等［27］研究了37例胸腺瘤、6例胸腺癌以及23
例健康志愿者血浆中的VEGF水平，发现胸腺瘤患者与健康人的血浆VEGF水平
差异无统计学意义，且血浆VEGF水平与胸腺瘤的病理类型无关，而胸腺癌患者
与健康人的血浆VEGF水平差异有统计学意义(P＜0.05)。

3 结语
随着分子遗传学及分子病理学的进展，学者们逐渐认识到胸腺上皮性肿瘤是由一组遗传异质性肿瘤亚群组成，提示临床应选择不同的治疗方案。

然而，目前靶向药物治疗效果与人们愿望尚有距离，原因之一是多数实体肿瘤的发生及生长受多靶点多环节的调控，而如今多数靶向药物都是针对单一靶点，阻断1个受体，无法阻断全部信息的传导。

对于多靶点抑制剂及联合用药的研究尚在进行之中，随着人们对胸腺肿瘤遗传学改变、信号通路及基因分型的进一步认识和了解，在临床对于该类肿瘤的治疗将更有针对性，从而真正达到“个体化治疗”。

【参考文献】
【相关文献】
［1］Girard N，Shen R，Guo T，et prehensive genomic analysis reveals clinically relevant molecular distinctions between thymic carcinomas and thymomas［J］.Clin Cancer Res，2009，15(22):6790-6799.
［2］印洪林，周晓军.胸腺瘤的分类与病理诊断［J］.医学研究生学报，2003，16(6):461-464. ［3］Lee GY，Yang WI，Jeung HC，et al.Genome-wide genetic aberrations of thymoma using cDNA microarray based comparative genomic hybridization［J］.BMC Genomics，2007，8(305):1471-2164.
［4］Inoue M，Starostik P，Zettl A，et al.Correlating genetic aberrations with World Health Organization-defined histology and stage across the spectrum of thymomas ［J］.Cancer Res，2003，63(13):3708-3715.
［5］Zettl A，Strobel P，Wagner K，et al.Recurrent genetic aberrations in thymoma and thymic carcinoma［J］.Am J Pathol，2000，157(1):257-266.
［6］Suzuki E，Sasaki H，Kawano O，et al.Expression and mutation statuses of epidermal growth factor receptor in thymic epithelial tumors［J］.Jpn J Clin Oncol，2007，
36(6):351-356.
［7］Meister M，Schirmacher P，Dienemann H，et al.Mutational status of the epidermal
growth factor receptor(EGFR)gene in thymomas and thymic carcinomas［J］.Cancer Lett，2007，248(2):186-191.
［8］Yoh K，Nishiwaki Y，Ishii G，et al.Mutational status of EGFR and KIT in thymoma and thymic carcinoma［J］.Lung Cancer，2008，62(3):316-320.
［9］Aisner SC，Dahlberg S，Hameed MR，et al.Epidermal growth factor receptor，C-kit，and Her2/neu immunostaining in advanced or recurrent thymic epithelial neoplasms staged according to the 2004 World Health Organization in patients treated with octreotide and prednisone:an Eastern Cooperative Oncology Group Study［J］.J Thoracic Oncol，2010，5(6):885-892.
［10］Ionescu DN，Sasatomi E，Cieply K，et al.Protein expression and gene amplification of epidermal growth factor receptor in thymomas［J］.Cancer，2005，
103(3):630-636.
［11］Yamaguchi H，Soda H，Kitazaki T，et al.Thymic carcinoma with epidermal growth factor receptor gene mutations［J］.Lung Cancer，2006，52(2):261-262.
［12］Christodoulou C，Murray S，Dahabreh J，et al.Response of malignant thymoma to erlotinib［J］.Ann Oncol，2008，19(7):1361-1362.
［13］Palmieri G，Marino M，Salvatore M，et al.Cetuximab is an active treatment of metastatic and chemorefractory thymoma［J］.Front Biosci，2007，12:757-761.
［14］周晓军.胃肠道间质肿瘤的病理诊断和预后［J］.医学研究生学报，2010，23(5):449-451. ［15］Aisner SC，Dahlberg S，Hameed MR，et al.Epidermal growth factor receptor，C-kit，and Her2/neu immunostaining in advanced or recurrent thymic epithelial neoplasms staged according to the 2004 World Health Organization in patients treated with octreotide and prednisone:An Eastern Cooperative Oncology Group Study［J］.J Thoracic Oncol，2010，5(6):885-892.
［16］Tsuchida M，Umezu H，Hashimoto T，et al.Absence of gene mutations in KIT-positive thymic epithelial tumors［J］.Lung Cancer，2008，62(3):321-325.
［17］Stro¨bel P，Hartmann M，Jakob A，et al.Thymic carcinoma with overexpression of mutated KIT and the response to imatinib［J］.N Engl J Med，2004，350(25):2625-2626. ［18］Li XF，Chen Q，Huang WX，et al.Response to sorafenib in cisplatinresistant thymic carcinoma:A case report［J］.Med Oncol，2009，26(2):157-160.
［19］Bisagni G，Rossi G，Cavazza A，et al.Long lasting response to the multikinase inhibitor bay 43-9006(Sorafenib)in a heavily pretreated metastatic thymic carcinoma ［J］.J Thorac Oncol，2009，4(6):773-775.
［20］张薇，史良会.胰岛素样生长因子系统与肿瘤［J］.放射免疫学杂志，2008，21(5):429-432.
［21］梁元姣，张慧明，郝群，等.胰岛素样生长因子受体及雌激素受体在子宫内膜样腺癌中的表
达及临床病理意义［J］.医学研究生学报，2011，24(5):472-476.
［22］Girard N，Teruya-Feldstein J，Payabyab EC，et al.Insulin-like growth factor-1 receptor expression in thymic malignancies［J］.J Thorac Oncol，2010，5(9):1439-1446. ［23］Zucali PA，Petrini I，Lorenzi E，et al.Insulin-like growth factor-1 receptor and phosphorylated AKT-serine 473 expression in 132 resected thymomas and thymic carcinomas［J］.Cancer，2010，116(20):4686-4695.
［24］钟秀颖，王昌留.VEGF-A信号通路与肿瘤发生［J］.肿瘤防治研究，2011，38(4):476-478. ［25］Cimpean AM，Raica M，Encica S，et al.Immunohistochemical expression of vascular endothelial growth factor A(VEGF)，and its receptors(VEGFR1，2)in normal and pathologic conditions of the human thymus［J］.Ann Anat，2008，190(3):238-245. ［26］Tomita M，Matsuzaki Y，Edagawa M，et al.Correlation between tumor angiogenesis and invasiveness in thymic epithelial tumors［J］.J Thorac Cardiovasc Surg，2002，124(3):493-498.
［27］Sasaki H，Yukiue H，Kobayashi Y，et al.Elevated serum vascular endothelial growth factor and basic fibroblast growth factor levels in patients with thymic epithelial neoplasms［J］.Surg Today，2001，31(11):1038-1040.。