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

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(Langerhanscellhistiocytosis,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-W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(overallsurvival,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.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(myeloiddendriticcells,MDCs)，而非表皮层朗格罕细胞(Langerhanscells,LCs)oAllen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(dendriticcells,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］o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］o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］。.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1/3BRAF-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］偃至有病例同时存在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(riskorgan-negative,RO-)多系统LCH及危险器官受累的(riskorgan-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(allogeneichematopoieticstemcelltransplantation,allo-HSCT)及靶向药物治疗。.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-工、LCH-H、LCH-m)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-m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度可提高总生存率［4］。由此，目前国际组织细胞协会正在进行的LCH-IV(ClinicalT:NCT02205762)研究即旨在明确延长LCH的化疗疗程至24个月能否进一步降低儿童LCH的再活化率，及通过加入阿糖胞苷增强化疗强度是否能降低疾病复发及再活化［22］。另一方面儿童LCH的高复发率是否与不准确的分层化疗相关值得思考，而如何精准判定儿童LCH的临床危险度成为减少LCH复发或再活化的关键。危险器官(包括肝、脾及造血系统)是否受累及早期治疗反应是目前公认的划分儿童多系统LCH临床危险度的指标，但伴随儿童LCH分子生物学的发展，BRAF-V600E突变能否作为判定儿童LCH临床危险度指标成为研究热点，但研究结果并不一致。国内外大多数研究未发现BRAF-V600E突变与儿童LCH临床危险度相关［23,24］,但近期Heritier等［25］通过对315例儿童LCH随访，发现多系统高危组患儿BRAF-V600E突变阳性率显著高于多系统低危组和单系统组，且BRAF-V600E突变患儿对长春花碱及糖皮质激素更易产生耐药并显示更高的再活化率。同时，BRAF-V600E突变作为儿童LCH特征性的分子生物学改变，能否作为儿童LCH微小残留灶(minimalresidualdisease,MRD)的标记分子而实现精准评估LCH肿瘤负荷及指导更为恰当的个体化治疗值得研究。Hyman等［26］已证实通过LCH患者的原发病理组织和同期外周血及尿液中游离DNA检测BRAF-V600E突变的结果具有良好的一致性。Heritier等［27］定量监测儿童LCH外周血游离DNA中的BRAF-V600E突变，发现其测定值与治疗反应一致，其中一线治疗无反应病例组患儿BRAF-V600E测定值显著高于部分反应及完全缓解者；靶向药物疗效显著患儿组外周血的BRAF-V600E测定值迅速下降，提示外周血游离DNA中的BRAF-V600E突变的定量检测可作为评估儿童LCH残余肿瘤负荷，但有待更大样本量进行验证。国际组织细胞协会开展的LCH-S-98临床试验治疗难治性儿童LCH发现克拉屈滨(2-chlorodeoxyadenosine,2-CdA)单药化疗仅能显著提高RO-多系统LCH患儿组的生存率［28］。一项单中心回顾性研究总结氯法拉宾(clofarabine)单药化疗难治性LCH的疗效，结果显示RO-多系统LCH的总生存率为100%,但RO+多系统LCH总生存率仅为67%［29］。随即在LCH-S-2005临床试验中，大剂量阿糖胞苷(1g/m2)联合克拉屈滨化疗可将RO+难治性多系统LCH的5年生存率提升至85%,但化疗毒性也显著增加，几乎所有病例都出现严重不良反应，其中一半死亡患儿由化疗所致［5］。二线化疗挽救失败的难治性LCH可选择allo-HSCT挽救，有研究显示通过allo-HSCT可使高危难治性LCH患儿的3年OS维持70%左右，但预处理方案仍不明确，其中清髓性预处理患儿组移植相关病死率高达55%,而降低强度预处理移植后复发率显著升高(28%比8%)［30］。此外，也有将沙利度胺、二瞬酸盐及引哚美辛用于治疗难治性LCH患儿的报道，但临床疗效均有待进一步研究。.靶向药物治疗：伴随儿童LCH的分子生物学的研究，靶向药物用于挽救难治性儿童LCH呈现良好研究前景。体外细胞培养及原发肿瘤模型实验证实RAS-RAF-MEK-ERK通路抑制剂可阻止ERK活化其中BRAF抑制剂及MEK抑制剂均可抑制BRAF-V600E突变所致的ERK活化，而MAP2K1突变所致的ERK活化仅能被MEK抑制剂阻止［15］。H6ritier等［31］最早使用BRAF-V600E抑制剂维罗非尼挽救1例高危难治性多系统LCH婴儿(初始剂量240mg/d)，使用该药仅3d患儿即出现临床症状缓解，停药后仍持续缓解5个月，且未出现后遗症。随即Varadi等［32］也报道维罗非尼(480mg/d)单药成功挽救1例难治性LCH幼儿。眉毛脱落、皮肤干燥发红、皮疹、高血压、肝酶升高及QT间期延长为维罗非尼治疗儿童LCH的主要急性不良反应，而其远期并发症有待进一步随访观察［1,3］。此外，也有使用BRAF抑制剂达拉非尼成功挽救难治性LCH的病例报道［33］。然而，尽管较多文献已报道靶向药物单药治疗可成功挽救难治性LCH患儿，但推广至临床仍有许多问题亟待解决，如各类靶向药物的选择，儿童用药剂量及疗程，是否需联合化疗药物及各类靶向药物的安全性等。此外，对于BRAF-V600E突变阳性的LCH患儿，是否可在化疗期间加入靶向治疗而降低LCH的复发或减少化疗相关不良反应，这些问题也值得研究。近期美国国家癌症研究所儿童肿瘤学组已启动PediatricMATCHH期临床试验(NCT03220035)，旨在评价维罗非尼治疗难治性LCH的反应率、无进展生存率及相关不良反应。另一项由美国儿科血液肿瘤及免疫学研究所主持的H期临床试验(ClinicalT:NCT03585686)试图以维罗非尼［20mg/(kg-d)］联合小剂量阿糖胞苷及克拉屈滨控制难治性LCH的再活化率及减少化疗相关不良反应。诺华制药公司正在进行达拉非尼联合MEK抑制剂曲美替尼治疗难治性儿童LCH的工期临床试验(ClinicalT:NCT02124772)，该研究主要观察上述两种靶向药物联合治疗儿童LCH的安全性、药物代谢动力学、药效动力学及临床效益。尚未有ARAF抑制剂索拉非尼及MEK1抑制剂柯比美替尼治疗儿童LCH的相关临床试验研究。三、展望长春花碱、泼尼松联合巯嘌呤的一线治疗已使儿童LCH长期生存率得到显著提高，而降低LCH的再活化率及难治性LCH的管理是进一步改善儿童