儿童朗格罕细胞组织细胞增生症发病机制及治疗进展(全文)
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儿童朗格罕细胞组织细胞增生症发病机制及治疗进展(全文)
朗格罕细胞组织细胞增生症(Langerhans cell histiocytosis, LCH)是儿童最常见的组织细胞疾病,发病率为(4~5)/100万[1]。LCH临床表现具有高度异质性,轻者预后良好,部分病例甚至可自发缓解,重型可出现多系统受累和器官功能损害。近年来,国际上在LCH发病机制方面的研究取得较大进展,认为LCH(至少相当部分病例)是由于RAS-RAF -MEK-ERK信号通路异常激活驱动的髓系肿瘤[2,3]。LCH-Ⅲ临床研究依据有无危险器官受累及治疗反应对儿童多系统LCH进行分层化疗,结果显示儿童多系统LCH的5年总生存率(overall survival, OS)为84%,其中,低危组5年OS接近100%,但疾病再活化率高达27%[4]。克拉屈滨联合阿糖胞苷化疗使难治性LCH的5年OS提升至85%,但几乎所有病例出现严重的不良反应[5]。近年研究显示,针对RAS-RAF-MEK -ERK信号路径的靶向治疗可改善儿童LCH疗效和预后。现就近年LCH 发病机制和治疗方面的研究进展进行综述。
一、LCH的发病机制
1.细胞起源:
尽管LCH细胞内存在特异性Birbeck颗粒,但近期研究表明LCH起源于髓样树突细胞(myeloid dendritic cells,MDCs),而非表皮层朗
格罕细胞(Langerhans cells, LCs)。Allen等[6]对LCH病灶中CD207+细胞进行全基因表达谱分析,并以正常人皮肤CD207+细胞作对照研究,结果显示两类细胞的细胞周期调节蛋白、促炎细胞因子及趋化因子表达无显著差异,但骨髓来源的不成熟MDCs相关因子(CEACAM6、JAK3)在LCH的CD207+细胞中过度表达,首次提出LCH细胞可能源自MDCs 前体细胞。高危组LCH外周血CD11c+、CD14+细胞群及骨髓CD34+造血祖细胞中BRAF-V600E突变基因的发现,及通过诱导小鼠CD11c+树突细胞(dendritic cells, DCs)表达BRAF-V600E蛋白而成功构建高危组LCH模型,均支持LCH细胞源于MDCs[7]。近期Durham等[8]研究发现LCH与1例TET2基因突变驱动的急性单核细胞白血病患者的CD34+祖细胞为共同起源,并证实将上述具有自我更新的CD34+细胞群植入小鼠体内最终发展为组织细胞疾病,从而再次印证至少有部分LCH起源于造血祖细胞而不是单核细胞或DCs。
LCH小鼠模型进一步研究证实LCH临床表型的异质性与ERK活化时MDCs的分化程度相关,即ERK激活发生在造血祖细胞和未分化MDCs 前体细胞阶段形成高危组LCH,而低危组LCH的ERK激活源于局部组织的DCs前体细胞或更为成熟的DCs[7,9]。此外,通过诱导小鼠的卵黄囊髓系祖细胞表达BRAF-V600E蛋白出现与儿童LCH相似的中枢神经退行性病变,提示儿童LCH中枢神经系统病变可能源于胚胎造血阶段的髓系细胞[10]。
2.RAS-RAF-MEK-ERK信号通路异常激活:
BRAF-V600E突变的发现是进一步准确认识儿童LCH发病机制的重要里程碑。BRAF为RAS-RAF-MEK-ERK信号通路中的关键基因,细胞增殖、凋亡、迁移及血管的形成均有该信号通路的参与[11]。2010年Badalian-Very等[12]首次提出一半以上儿童LCH存在BRAF-
V600E突变,随即大量研究亦显示50%~65%儿童LCH携带BRAF突变,其中绝大部分为BRAF-V600E突变,少数病例发生BRAF-V600DLAT、BRAF-T599A、BRAF-V600K突变[13,14]。全外显子测序分析发现约1/3 BRAF-V600E突变阴性LCH患者存在MAP2K1突变(编码MEK1),极少数患者可携带ARAF和ERBB3突变[15],甚至有病例同时存在BRAF 及MAP2K1突变[16]。综上,绝大部分儿童LCH可通过上述基因突变致RAS-RAF-MEK-ERK信号通路异常激活,使下游的MEK和ERK持续磷酸化活化,细胞不断增殖,进而促进肿瘤性疾病形成,但ERK活化后如何导致LCH形成的具体机制目前仍不清楚[17]。
值得注意的是,几乎所有LCH细胞的ERK活性均升高[18,19],提示除上述RAS-RAF-MEK-ERK信号通路相关突变基因外,尚存在其他突变基因或机制导致LCH细胞的ERK活化。近期有研究即发现PICK1和PIK3R2基因突变可通过影响RAS-RAF-MEK-ERK信号通路活性而参与LCH的形成[15]。而Mourah等[20]发现LCH肺部病灶中的NRAS突变可同时激活RAS-RAF-MEK-ERK和PI3K-AKT信号通路导致细胞持续增殖。McGinnis等[16]同时检测LCH病灶中的BRAF、TP3及U2AF1
基因,结果显示所有TP3突变患者均存在BRAF突变,77%U2AF1突变患者伴随BRAF突变,提示LCH可能由多个基因突变驱动形成的肿瘤性疾病。由此,基因突变致ERK异常活化为MDCs转向LCH的关键环节,但至今仍无研究发现表观遗传学异常或拷贝数变异(CNAs)参与其中[15,21]。
二、儿童LCH的治疗
儿童LCH临床症状复杂多样,根据病灶累及的系统器官数目及种类,可分为单系统LCH、危险器官未受累的(risk organ-negative, RO-)多系统LCH及危险器官受累的(risk organ-positive,RO+)多系统LCH。单系统LCH预后良好,治疗方案不统一,绝大数只需局部治疗或观察,但特殊部位单病灶、单系统多病灶LCH需规范化疗[4];多系统LCH 的治疗包含化疗、异基因造血干细胞移植(allogeneic hematopoietic stem cell transplantation,allo-HSCT)及靶向药物治疗。
1.化疗及allo-HSCT:
尽管国际组织细胞协会进行的系列临床研究(即LCH-Ⅰ、LCH-Ⅱ、LCH-Ⅲ)发现泼尼松、长春花碱联合巯嘌呤使儿童LCH整体预后得到显著改善,但高疾病再活化率及难治性(长春花碱联合激素治疗无效)LCH 的治疗仍是儿童LCH管理中的难题。最新LCH-Ⅲ临床试验显示延长化疗总疗程至12个月可减少疾病再活化,初始治疗反应不良者增强化疗强