垂体腺瘤侵袭性相关指标的研究进展
发布时间：2021-05-11
【摘要】垂体腺瘤(PAs)是起源于垂体前叶的良性肿瘤，约占颅内肿瘤的14.1%～18.2%。其中部分垂体腺瘤因侵袭周围组织结构，手术无法全切除肿瘤，导致不良预后。本文将从影像学、病理学及细胞分子生物学角度，对垂体腺瘤侵袭性相关指标的研究现状进行综述。
【关键词】垂体腺瘤;侵袭;指标
垂体腺瘤(pituitaryadenoma，PAs)是起源于垂体前叶的良性肿瘤[1]，约占颅内肿瘤的14.1%～18.2%[2]。2017年世界卫生组织(worldhealthorganization，WHO)的垂体肿瘤最新分类[3]结合现代遗传学和分子学概念，引入了“高风险垂体腺瘤”概念。此类垂体腺瘤具有以下特点:快速生长、能够在影像学检查发现侵袭迹象、Ki-67指数大于3%。然而，目前尚无具体的、足够精确的指标可评估垂体腺瘤的侵袭性。广义的侵袭性包含“增殖”和“向周围组织侵犯”两种行为，其体现垂体腺瘤的两种不同特征，经常会同时出现。近年来，垂体腺瘤的研究主要集中于垂体腺瘤的影像学[4]、病理学[5]、细胞分子生物学[6-8]等几个方面。其中，“增殖”主要由病理学、细胞分子生物学指标来描述，而“向周围组织侵犯”主要由影像学指标来描述。现对垂体腺瘤侵袭性相关的影像学、病理学及细胞分子生物指标的研究进展综述如下。
1影像学指标
早期的影像学检查能够与垂体腺瘤的形态与分泌功能[9]等特点相结合，帮助预测垂体腺瘤生长的方向[10]、早期诊断垂体腺瘤的侵袭性[11]。通过CT检查观察是否有骨质吸收、MRI检查观察肿瘤边界是否超过垂体窝、是否向周围组织侵犯等，对垂体腺瘤的形态及侵犯范围进行评估，如肿瘤向上生长可侵犯鞍膈、进入鞍上池，向侧边生长则可侵犯海绵窦，正常海绵窦结构可出现移位、变窄或消失[2]。显微外科经蝶手术的创始人Hardy提出了一种垂体腺瘤分类方法(Hardy分类)，将其中的Ⅲ级和Ⅳ级肿瘤定义为“可能具有侵袭性”;Mooney等据此提出并验证了Hardy分类的简化版本[12]，认为未来的研究应该采用Hardy量表将肿瘤类别一分为二，将侵袭性较小的肿瘤(0-Ⅲ级，0-C型)与侵袭性最强的肿瘤(Ⅳ级，D型)分开，以此来提高不同研究对侵袭性术前评估的一致性。
Surov等[13]研究表明，表观弥散系数(apparentdiffusioncoefficient，ADC)直方图分析可以作为一种定量的影像学指标，可用于判断肿瘤的恶性程度。唐作华等[14]发现，与非侵袭性垂体瘤相比，侵袭性垂体瘤的肿瘤细胞排列更紧密、细胞成分更丰富，并提出肿瘤实质部分ADC值低于0.903×10-3mm2/s可以作为垂体瘤侵袭性的判断标准。刘卉等[15]对47例侵袭性垂体瘤MRI特征与预后进行相关性分析，也验证了该观点;提示ADC值可以作为判断垂体瘤侵袭性的影像学指标之一。
但是，MRI评估垂体腺瘤侵袭性具有一定局限性，目前3.0TMRI也不能精准确定垂体腺瘤侵袭性的程度。部分垂体腺瘤体积很大，看似具有侵袭性，但是其有可能被一层分界良好的囊所包裹，并没有真正侵入毗邻结构，可以被完全切除[16]。所以，单纯通过影像学指标进行评估，可能导致手术者采用本来不必要的扩大的手术方式来切除垂体腺瘤。
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影像学指标可以与垂体腺瘤的特殊亚型相结合，从而提高其判断的准确性。Lopes等研究发现，垂体腺瘤的特殊亚型也是垂体腺瘤生物学行为的重要决定因素[17];促性腺激素型垂体腺瘤(尤其是老年患者)通常表现为非侵袭性，而稀疏颗粒型生长激素型垂体腺瘤、Crooke细胞腺瘤、静止性促肾上腺皮质激素型垂体腺瘤、发生于男性的泌乳素型垂体腺瘤和多种激素pit-1阳性的垂体腺瘤，则表现为侵袭性。因此，影像学表现应结合上述垂体腺瘤亚型进一步明确其是否具有侵袭性。
2病理学指标
2.1有丝分裂计数细胞的凋亡与有丝分裂代表着两种相反的、不同步的事件，凋亡细胞与增殖细胞的比例维持着组织生长的平衡[18]。与非侵袭性垂体腺瘤相比，侵袭性垂体腺瘤增殖能力相对较高;因此，如果垂体腺瘤标本表现出活跃增殖的倾向，则该腺瘤更可能具有侵袭性。此外，有研究[19]表明，仅通过活跃增殖的倾向来预测垂体腺瘤的侵袭性，其灵敏性较低;应同时考虑细胞增殖与凋亡的比例是否平衡，该比例具有更高的预测灵敏度及特异性，如果该比例失衡，则垂体腺瘤更有可能呈现侵袭性生长。
2.2Ki-67抗原黎军等[20]研究显示，在垂体腺瘤侵袭组与非侵袭组患者的对比中，侵袭组患者的Ki-67抗原往往呈现高表达(>3%)，表明其可能具有较高的侵袭能力。Selman等[21]研究发现，以术中评估的结果为参照，单纯通过组织学特征评估，诊断为侵袭性垂体腺瘤的可能性更高(60例患者中有51例患者被评估为侵袭性垂体腺瘤，占比85%);而Scheithauer等[1]的研究结果则相反，365例垂体腺瘤患者中侵袭性垂体腺瘤仅占35%。不同研究之间的差异表明，仅凭组织学特征对垂体腺瘤的侵袭性进行评估，可能存在潜在的问题。为了消除这种误差，Trouillas等[8]结合垂体MRI、免疫组化指标、肿瘤大小、类型和随访结果，拟定了一套分级系统，将垂体腺瘤分为非侵袭性(1级;1a级为无增殖潜能，1b级为有增殖潜能)、侵袭性(2级;2a级为无增殖潜能，2b级为有增殖潜能)和肿瘤播散(3级，脑脊液或全身转移)3个等级。但是这种分级方法对侵袭和增殖潜能评估的准确性要求很高，尚未广泛使用。
2.3细胞的异型性细胞的异型性可作为肿瘤具侵袭性行为的标记指标[22]，但目前有关侵袭性垂体腺瘤异型性的研究较少。张翠萍等[7]以Wilson改良的Hardy分类法、Knosp分级为标准，将“侵袭性”的定义限定为Hardy分级Ⅲ、Ⅳ级或C、D、E期、Knosp分级2、3、4级;应用电子显微镜观察了40例患者的垂体腺瘤标本，结果显示，与非侵袭组对比，侵袭组患者垂体腺瘤标本的核仁出现率、核浆比例及线粒体数目均明显偏高，因此可以认为这3个指标能够有效地提示垂体腺瘤是否具有侵袭性。在此基础上，张翠萍等应用免疫组化检测显示，在核仁出现率、核浆比例及线粒体数目较高的标本中MMP-9及VEGF的表达水平增高[6]，进一步提示了垂体腺瘤细胞的超微结构确实与垂体腺瘤的侵袭性生长行为有关。
3分子生物学指标
许多研究证明，一些长链非编码RNA、酶及蛋白质在基因表达的调控中起到重要的作用，其表达水平会影响许多细胞程序，如细胞生长、细胞增殖及细胞迁移等[23]。
3.1端粒酶逆转录酶(telomerasereversetranscriptase，TERT)启动子TERT基因启动子的改变是端粒酶上调的主要机制。Spiegl-Kreinecker等的研究[24]中，分析了有关TERT启动子突变对WHOⅠ-Ⅲ级脑膜瘤患者的预后和体外细胞增殖的影响;结果表明，细胞在体外无限度生长的预测指标是TERT启动子是否突变，而不是端粒酶活性或TERTmRNA表达水平。类似地，Miyake等[25]回顾性分析了TERT启动子突变和甲基化改变及其与垂体腺瘤临床变量的相关性，结果表明TERT启动子甲基化可能是预测垂体腺瘤进展和复发的潜在生物学标志物。
3.2长链非编码RNA(longnon-codingRNAs，lncRNA)近年来，得益于高通量单细胞测序技术的不断发展和成熟，发掘转录调控元件变得更容易，有关转录调控元件的研究也相继展开，lncRNA也因此成为了研究热点。lncRNA的作用各异，可通过调控表观遗传水平、转录水平和转录后水平达到调控基因表达水平的作用。Zhang等[26]研究发现，母系表达基因(maternallyexpressedgene3，MEG3)的表达在几乎所有无功能的垂体腺瘤中普遍下调，甚至缺失。在此基础上，Li等[27]的研究进一步证明了MEG3表达下调与垂体腺瘤的侵袭性相关;并发现随着肿瘤的发生发展，HOX转录反义RNA(HOXtranscriptantisenseRNA，HOTAIR)的表达水平呈上升趋势。Wang等[28]研究发现，lnc-SNHG1在侵袭性垂体腺瘤组织中过表达，lnc-SNHG1的异位表达能够影响体外细胞周期和细胞凋亡程序，也能够影响体内肿瘤生长，可促进细胞增殖、迁移、侵袭以及上皮-间质转化，对垂体腺瘤的进展有着促进作用。Yu等的研究[29]首次发现，lncRNAC5orf66-AS1在无功能的侵袭性垂体腺瘤的表达水平显著降低，并提出DNA损伤激活的非编码RNA(NoncodingRNAactivatedbyDNAdamage，NORAD)和组织分化诱导非蛋白质编码RNA(tissuedifferentiationinducingnon-proteincodingRNA，TINCR)基因可能对无分泌功能细胞型垂体腺瘤的生长、发展和侵袭同样有抑制作用。LncRNA的相关研究虽然明确了分子生物学机制，但并没有深入探讨其对侵袭性影响作用的权重及对患者预后的影响等问题，对此还需进一步研究。
3.3微小染色体维持蛋白家族(minichromosomemaintenanceprotein，MCM)MCM是由MCM2-7相互作用形成的异六聚体复合物，存在于所有真核细胞中，并在进化上高度保守。目前的研究表明，MCM家族仅显露于复制阶段的细胞中，参与真核细胞的有丝分裂，在有丝分裂后期及G1期与染色质紧密结合，在S期及G2期被去除[30]。MCM7作为一种细胞周期调控蛋白，在众多部位的肿瘤(包括中枢神经系统肿瘤)中都具有肿瘤侵袭性标志物的作用[31]。在Coli等[32]的单中心回顾性研究中，分别检测了97例患者(23例ACTH型、12例GH型、29例PRL型、10例FSH/LH型和23例非分泌性垂体腺瘤)的Ki-67、p53、有丝分裂指数和MCM7标记指数;结果显示，与MCM7标记指数较低(<15%)的患者相比，MCM7标记指数较高(≥15%)患者的复发或进展周期更短，即MCM7的过表达与垂体腺瘤早期进展和复发有着密切关联;表明MCM7作为一种判断垂体腺瘤临床预后的标志物，其所包含的信息比Ki-67更加丰富，也更加可靠。但是，MCM7是如何影响垂体腺瘤的预后，以及临床应如何利用MCM7对垂体腺瘤的侵袭性进行监控，仍需更进一步的研究阐明。
3.4细胞生长因子细胞生长因子也影响着肿瘤的生长和侵袭。成纤维细胞生长因子FGF2和FGF4在正常垂体腺中正常表达，并调节多种功能，如细胞分化、细胞迁移和血管的生成;但其与垂体腺瘤的相关性仍存在争议。如Ozkaya等[33]的研究显示，垂体腺瘤侵犯蝶骨的患者的FGF2表达水平相对高于非侵袭性垂体腺瘤的患者。而此前Zhu等[34]的研究则显示FGF2在侵袭性垂体腺瘤中的表达下调。Morita等[35]的研究显示，FGFR4的表达水平与生长激素型垂体腺瘤的侵袭性呈正相关。而此后Zlatkute·等[36]的FGFR4-R388多态性研究发现，其在垂体腺瘤的发生发展中并未起主导作用。目前，虽然抗血管生成的治疗方法对侵袭性垂体瘤的效果有限，但仍有一些研究表明，血管相关的生长因子与肿瘤的浸润和复发之间有着密切关系[37]。
综上所述，随着研究的不断进展，有关垂体腺瘤的侵袭性指标的研究层出不穷，但所研究报道的指标往往缺乏高度的灵敏性与特异性。纵观目前的研究结论表明，垂体瘤的侵袭性指标并非是一个明确的金标准，而是预测其侵袭可能性的指标，即符合的指标越多，侵袭性的诊断越肯定;因此需要结合影像、病理、分子生物学等多个学科的指标进行综合评估。随着生物技术的不断发展、研究手段的不断进步及新观点的不断提出，临床和科研人员对于垂体腺瘤侵袭性指标的认识将会更加全面和精确，从而能更好地完善影像和病理诊断，并研究分子标志物预测预后的价值，这对于改善侵袭性垂体腺瘤患者的预后具有重要的意义。——论文作者：王冉，周琦，杨坤
