神经外科

前庭神经鞘瘤瘤内炎症与生物学行为关系的研究进展

作者:佚名 来源:MedSci梅斯 日期:2022-08-05
导读

         前庭神经鞘瘤(vestibularschwannomas,VS)又称听神经瘤(acousticneuroma,AN),是起源于前庭神经雪旺细胞的良性肿瘤,发病率为0.7/10万人,占原发性颅内肿瘤的5%,桥小脑角区肿瘤的80%。 VS好发于单侧,仅5%~10%为双侧,与神经纤维瘤病2型(NF2)相关。VS通常生长缓慢,平均生长率约为2mm/年,但少数可快速生长,尤其发生囊性变者生物学行为难以预测

关键字:  神经鞘瘤瘤 

        前庭神经鞘瘤(vestibularschwannomas,VS)又称听神经瘤(acousticneuroma,AN),是起源于前庭神经雪旺细胞的良性肿瘤,发病率为0.7/10万人,占原发性颅内肿瘤的5%,桥小脑角区肿瘤的80%。

        VS好发于单侧,仅5%~10%为双侧,与神经纤维瘤病2型(NF2)相关。VS通常生长缓慢,平均生长率约为2mm/年,但少数可快速生长,尤其发生囊性变者生物学行为难以预测。随着病情发展可引起耳鸣、眩晕、听力丧失及面瘫等神经功能障碍,并最终导致脑干压迫和脑积水。

        目前,手术切除是VS的标准治疗方法,尤其对于大型VS是首选治疗,即在无神经功能损害情况下尽可能全切肿瘤。肿瘤体积是评估手术风险的重要因素,而肿瘤与周围脑干、神经、血管粘连则是高危手术风险因素。VS瘤周粘连程度存在较大差异,故而研究VS瘤周粘连具有重要临床意义,包括评估手术风险和肿瘤全切可能性。

1.前庭神经鞘瘤瘤内炎症

        大多数实体肿瘤都存在一定炎症反应,炎症是许多肿瘤发生的重要生物学过程。炎症在肿瘤发生、发展、恶性转化、侵袭、转移等不同阶段起着重要作用。巨噬细胞与淋巴细胞等免疫细胞在原发肿瘤边界持续募集被认为是建立炎症性肿瘤微环境的必要事件。

        1.1免疫细胞浸润

        有学者研究发现VS微环境中存在广泛的免疫细胞浸润,包括巨噬细胞、淋巴细胞等,特别是在松散及囊性变的组织内,即所谓的AntoniB型区域内浸润更为明显。肿瘤相关巨噬细胞(tumor-associatedmacrophages,TAMs)作为VS中免疫细胞浸润的一个重要组成部分其作用受到越来越多的关注。

        浸润到肿瘤组织内的巨噬细胞即TAMs根据其免疫功能大致分为两类:第一类包括典型激活的M1型巨噬细胞,以表达IL-12、IL-1和IL-6等促炎细胞因子为特征,具有抗肿瘤作用;另一类为交替激活的M2型巨噬细胞,表达清除受体如CD163,并与IL-10、IL-1β、TGF-β和血管内皮生长因子(VEGF)等的产生有关,M2巨噬细胞则会抑制抗肿瘤炎症反应,刺激血管生成,促进肿瘤进展。

        在VS内,Perry等对46例次全切除(STR)的VS进行免疫组化分析并术后随访,发现术后面神经功能House-BrackmannIII~VI级以及肿瘤复发进展者CD68巨噬细胞密度显著增加,而术后肿瘤保持稳定者以及面神经功能良好(House-BrackmannI级~II级)者的CD163阳性率和M2指数(CD163/CD68)显著高于前者,同时发现VS内以M1表型为主,且M1型巨噬细胞促进了肿瘤的复发进展。

        刘宇超等在对VS免疫细胞浸润分析中则发现M2型巨噬细胞是浸润比例最高的免疫细胞。deVries等发现进一步证实了VS中TAMs表型以M2分型为主,并且促进了细胞增殖及血管生成。

        1.2促炎症细胞因子

        Taurone等检测VS及正常前庭神经组织中的细胞因子和生长因子,结果表明TGF-β1、IL-1β、IL-6较正常前庭神经组织高表达,提示肿瘤雪旺细胞可产生促炎性细胞因子,这些自分泌细胞因子可刺激细胞增殖。Dilwali等证明,切除的散发性VS组织的分泌物中TNFα,TNF-α分泌水平较高与患者听力下降相关。王颖等研究发现,VS的TGF-β1阳性率高于脑外伤组,且与瘤体生长速度及肿瘤是否复发相关。

        1.3促炎症细胞通路

        驱动和调节VS炎症微环境的分子通路当前尚未明确。Hong等对切除的散发型和nf2相关VS的早期免疫组化研究中发现环氧化酶-2(COX-2)在几乎所有VS中都有表达,提示COX-2通路可能驱动VS瘤内的慢性炎症。而Dilwali等对kappa-B(NF-κB)通路的研究中发现,在VS组织和人VS衍生细胞系中,NF-κB转录因子基因的表达和转录均增加,提示NF-κBκB转录因子基因的表达和转录均增加,提示NF-κB通路可能是VS炎症微环境的激活通路。

 

2.前庭神经鞘瘤瘤内炎症与临床症状

        VS临床表现存在个体差异性,具体影响因素仍有待研究。早在2000年,Labit-Bouvier等通过对白细胞抗原CD45的免疫染色检测69例散发性VS组织标本的免疫细胞浸润程度,发现肿瘤内免疫细胞浸润程度与临床症状的持续时间相关。Sagers等从蛋白和基因水平对VS患者进行NLRP3和IL-1β检测,发现听力差的VS患者更有可能存在NLRP3和IL-1β活化增加。

        Nisenbaum等研究则发现VS高表达CD163可能与患者较差的听力相关。而Wach等检测VS患者全身性炎症指标发现,高CRP(C-反应蛋白)水平与缩短的无进展生存期(PFS)显著相关,CRP水平升高是缩短PFS的独立预测因子。

3.前庭神经鞘瘤瘤内炎症与肿瘤囊性变

        囊性VS(CVS)作为VS的一个亚组,与实性VS(SVS)在临床表现、影像学、组织病理学都有所不同,具有以下特点:①生长快速(2~6mm/年);②体积增大迅速容易压迫粘连周围重要颅神经和脑干,产生脑水肿和相关神经症状;③生物学行为难以预测;④手术治疗神经功能的保留效果不佳等,故CVS被认为较SVS更具侵袭性,但其病因及病理机制尚未明确。既往研究认为CVS主要由AntoniB区细胞构成,小囊肿区产生黏液样物质,促进小囊肿扩大合并成为较大囊肿。

        Park等研究发现,增殖指数Ki-67在囊性VS与实性VS未见明显差异,提示CVS扩增依靠的是囊性成分的增大,而不是肿瘤细胞的增殖;同时微出血的组织学依据-含铁血黄素巨噬细胞在囊性VS中比实性VS更明显,认为VS内反复微出血以及随后的瘤内炎症是囊肿形成的最可能原因。Xia等随后对CVS的进一步研究发现:VS瘤内出血引起炎症细胞募集,尤其是巨噬细胞,巨噬细胞分泌基质金属蛋白酶,降解AntoniB区疏松的胶原蛋白,促进囊性形成。

4.前庭神经鞘瘤瘤内炎症与肿瘤增殖

        4.1前庭神经鞘瘤瘤内炎症与肿瘤生长

        炎症被认为是散发性VS生长的关键事件。deVries等通过标记物CD45和CD68的表达量定量白细胞和巨噬细胞数量,发现两者表达均与肿瘤大小和肿瘤生长指数相关,提示VS内炎症促进肿瘤的增殖。Lewis等研究发现:与静止型VS相比,进展型VS显示出更高的Iba1+巨噬细胞浸润,并且巨噬细胞占增殖细胞的大多数,而不是肿瘤细胞,提示炎症可能在VS的生长中起关键作用。

        Gonçalves等研究则证实:炎症细胞浸润随着肿瘤体积增大而增加。deVries等对10例快速生长和10例缓慢生长的散发性VS组织切片发现,在快速生长的VS中M2标记物CD163表达和微血管密度显著增高,同时CD163表达与微血管密度呈正相关,表明VS中M2型巨噬细胞与血管生成和肿瘤体积生长有关,M2型巨噬细胞的浸润有助于肿瘤生长。Bi等研究进一步证实VS肿瘤体积增大与巨噬细胞的免疫浸润有关,特别是M2巨噬细胞。

        此外,Behling等研究发现VS中COX-2表达与增殖标记物MIB1相关,提示COX-2可以促进VS细胞增殖。deVries等对VS研究发现巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)在快速生长肿瘤组与囊性肿瘤组中表达显著增高,M-CSF高表达的肿瘤中CD163的表达亦显著增高,提示M-CSF可能通过促进M2的表达进而促进肿瘤增殖。

        4.2前庭神经鞘瘤内炎症与肿瘤血管生成

        慢性炎症可促进血管生成,进而参与肿瘤进展。deVries等通过白细胞标记物CD45和巨噬细胞标记物CD68判断炎症程度,发现CD68阳性细胞数量较多的肿瘤微血管密度明显高于CD68阳性细胞较少或阴性的肿瘤,提示瘤内炎症可能参与微血管形成。VEGF作为最有效的促血管生成因子之一,引起血管新生、血管扩张和通透性增加。

        Koutsimpelas等研究表明所有VS中均表达VEGF及其受体,且其表达水平与VS的生长速率相关,提示VEGF可能通过促进血管生成而诱导肿瘤生长。Lewis等对VS患者肿瘤组织进行免疫荧光双染及Westernblotting检测后发现高TAMs密度区域与VEGF表达之间也存在空间对应关系,同时VEGF主要由TAMs表达,提示肿瘤内巨噬细胞参与VEGF的产生,进而促进血管生成。此外,Taurone等研究发现TGF-β1是VS生长的关键介质,TGF-β1通过上调VS中VEGF表达,间接刺激血管生成,从而影响肿瘤进展。

5.前庭神经鞘瘤瘤内炎症与瘤周粘连

        瘤周粘连对VS手术策略有指导意义。根据瘤周粘连程度采取不同手术策略,包括肿瘤全切除(GTR)、近全切除(NTR)、次全切除(STR),以期达到面神经功能保留最佳化。Sasaki等通过对VS手术组织垂直切片免疫组化检查发现,VS包膜或许是退化的前庭神经纤维形成,指出:如果VS与面神经交界面无粘连,可循肿瘤包膜外全切肿瘤(GTR);如果VS与面神经交界面粘连,需沿包膜下锐性切除肿瘤(NTR或STR)。

        目前VS瘤周粘连的机制尚不确切。通常认为:囊性VS与周围结构更容易粘连。Han等对比研究CVS与SVS术后面神经功能后发现,CVS组面神经功能良好(67.9%)患者明显低于SVS组(87.4%)。Moon等研究发现囊性VS的囊液和囊壁存在MMP-2高水平表达,认为:MMP-2通过促进VS体积增大或蛋白水解作用导致肿瘤-神经界面退变,部分参与囊肿形成与加重瘤周粘连。而基质金属蛋白酶由各种炎症细胞组成表达,在当前已知的肿瘤中,TNF-α已被证明通过诱导基质金属蛋白酶的合成促进转移,且TNF-α已是在VS中被检测到的一种炎症因子。

        Xia等研究则发现:并非所有的囊性VS都与周围神经血管结构粘连,但有液平现象的囊性肿瘤与周围神经血管结构紧密粘连的概率更高,手术效果也较差;而大多数液平是多囊性的,VS瘤内出血和多发囊肿形成的发生率增加,瘤内出血引起大量炎症细胞浸润,尤其是巨噬细胞,并释放包括基质金属蛋白酶2在内的蛋白酶,以蛋白水解的方式破坏肿瘤神经屏障并增加瘤周粘连。

        此外,Yang等在对7例瘤内出血的VS患者研究中发现,2例瘤内微出血的粘连反而重于5例瘤内发现血块的患者,分析原因可能是微出血引起的持续性慢性炎症反应破坏肿瘤神经屏障,进而促进肿瘤周围粘连;而急性出血由于早期炎症反应,尚不会立即增加神经粘连。目前VS瘤内炎症的机理与其对肿瘤的贡献仍不甚明确,但其可能是VS自然史的一部分,参与了肿瘤多方面生物学行为,包括肿瘤生长、血管增生、瘤周粘连等。

6.问题与展望

        现已证实炎症是VS微环境特征之一,但炎症与瘤周粘连的关系仍有待进一步研究。相信随着认识的深入,术前可通过炎症指标预测术中瘤周粘连情况,进而制定合适的手术策略。鉴于当前对VS瘤内炎症的研究大都是基于手术标本组织病理学,如何以非创伤性的方式获取瘤内炎症表达也是迫切需要研究的问题,包括靶向分子成像MRI、CT、正电子发射计算机断层扫描/单光子发射计算机断层扫描(PET/SPECT)和荧光。

        Breun等在一系列研究中发现VS中趋化因子受体(CXCR4)相对于正常前庭神经高表达,且CXCR4表达水平升高与神经功能损害相关,随后探讨了在VS中利用[68Ga]PentixaforPET/CT对CXCR4表达进行无创成像的可行性,证明其可用于评估体内CXCR4表达。Lewis等使用[11C]-(R)PK11195,的更高特异性结合,这种在生长中的肿瘤中增加特异性结合的来源是大量的瘤内Iba1+巨噬细胞,证实了TSPOPET成像可以无创反映体内炎症程度,进而评估非手术患者VS瘤内炎症程度。

        同时,炎症作为VS进展的关键因子,是否可以作为靶点治疗VS也受到越来越多的关注。当前已应用于临床的靶向治疗药物贝伐珠单抗,其机制可能是降低肿瘤周围血管通透性或促使“血管正常化”,同时靶向VEGF也降低了VS内TNF-α引发的炎症募集。

        Dilwali等研究则发现COX-2可能驱动了VS内的慢性炎症,是VS细胞增殖和生存的关键调节因子,并强调作为COX-2抑制剂的水杨酸盐是对抗VS的有前途的药物。Perry等此前的研究发现程序性死亡蛋白-1抑制剂(PD-L1)在大多数VS中表达,推测PD-L1可能通过诱导TAMS浸润进而促进肿瘤进展性生长,PD-L1/PD-1作为一种VS内潜在的分子靶向治疗靶点,当前已有很多药物可用VS临床试验。

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