关键词：弥漫性星形细胞瘤 癌基因 抑癌基因

肿瘤的形成和发展与基因改变间的关系是近年来肿瘤学研究的核心问题之一。大量的研究证实，肿瘤的形成起源于单个获得了癌基因和（或）抑癌基因改变的细胞；肿瘤的发展（包括由分化较好的肿瘤转变成分化差的肿瘤，局部浸润和远处转移）则是更多癌基因和抑癌基因受累后作用叠加，肿瘤细胞克隆选择和扩增的最终结果。

胶质瘤是成人最常见的脑瘤，其中以弥漫性星形细胞瘤（ diffuse astrocytomas）最多见。1993年 wHO脑肿瘤分类将弥漫性星形细胞瘤分成3级；星形细胞瘤（ astrocytoma,WHOⅡ级），间变型星形细胞瘤（ anaplastic astrocytoma, WHOⅢ级）和胶质母细胞瘤（ glioblastoma multiforme, WHOⅣ级）。 wHO分类为弥漫性星形细胞瘤的临床治疗和预后估计提供了可靠的依据，而近年来的分子生物学研究则进一步加深了我们对这一肿瘤发生发展的病理机制的认识。

常见于星形细胞瘤的3个基因改变分别是： p53基因的失活、血小板源生长因子(platelet-derived growth factor， PDGF)与其受体的激活和22号染色体长臂的丢失。

p53基因编译的 p53蛋白对细胞的继续生长或死亡起着决定性的作用。星形细胞瘤 p53基因失活的主要机制为基因突变和 p53基因位点染色体片段的丢失。 p53基因突变以错义突变最常见，星形细胞瘤 p53基因的突变热点也集中在密码子175、248、和273。基因的错义突变使其编译蛋白的氨基酸残基产生置换。突变型 p53蛋白氨基酸序列的改变直接影响了它结合 dNA，继而影响调节基因表达的能力。大量研究发现的30%弥漫性星形细胞瘤（ wHO分类Ⅱ～Ⅳ级）有 p53基因的突变和 p53基因位点的丢失［1］。在关于复发型星形细胞瘤的最新研究中又进一步发现，部分间变型星形细胞和胶质母细胞瘤是由 wHO分类Ⅱ级的星形细胞瘤复发并发生恶性转变而形成。在这组复发型弥漫性星形细胞瘤中， p53基因突变是一个早期的基因改变，在原发Ⅱ级星形细胞瘤中已存在，在复发的Ⅲ、Ⅳ级星形细胞肿瘤中也可找到同样的突变。复发型星形细胞瘤的 p53基因突变率高达69%～78%［2,3］。一些基因的改变有与 p53基因失活相类似的功能。例如， mDM2基因能反馈调节抑制 p53的表达。但是，星形细胞瘤中无 mDM2基因的高表达和扩增［4］。又如，细胞周期依赖性激酶抑制素（ cDKI） p21，它是 p53实现其细胞周期检查点作用的关键分子。 p21基因失活与 p53基因失活有部分类似的后果，即 g1细胞周期阻滞作用消失。但是星形细胞瘤中并没有 p21基因突变， p21的表达也没有减低，这提示在星形细胞瘤形成过程中， p53基因的细胞周期调控作用仍存在［5］。

pDGF由 a、 b 2条多肽链组合而成，有3种异构体 aA、 bB和 aB。 pDGF受体也有2个异构体 pDGF-α和 pDGF-β。 pDGF受体属于酪氨酸激酶属的受体，当 pDGF与其受体结合后，能将促细胞生长的信号传导至细胞核内，促使细胞增殖。有研究发现星形细胞瘤中 pDGF的高表达，尤其是 pDGF受体的高表达多伴有17号染色体短臂也即是 p53基因所在位点的丢失［6］。

24%的星形细胞瘤有染色体22q的丢失，提示22q可能存在着一个与星形细胞瘤形成有关的肿瘤抑制基因。该基因的确切位置目前仍不清楚。中枢型神经纤维病基因 nF2位于22号染色体的长臂，曾被认为是与星形细胞瘤形成有关的抑癌基因。由于星形细胞瘤并无 nF2基因的突变，目前认为该基因与星形细胞瘤形成无直接因果关系［7］。

星形细胞瘤生物学行为的特点是瘤细胞分化良好，但呈弥漫性生长，能沿神经纤维向周围正常脑组织浸润，由于手术难以彻底切除，该肿瘤常复发且伴恶性转变（ malignant transformation）。根据现有的发现可以推断， p53基因突变使星形细胞瘤逃脱凋亡的命运继续生长。但由于星形细胞瘤的细胞周期调控功能尚健全（这点由 p21表达在各级弥漫性星形细胞瘤中非但没有下调却有升高而证实），因此癌细胞生长速度较慢。一些研究发现 p53基因失活的直接细胞基因组处于不稳定状态。瘤细胞非整倍体型和基因扩增与 p53失活直接相关［8］。基因组的不稳定状态使瘤细胞容易获得更多的基因改变。伴随着基因受累增多，星形细胞瘤发生恶性转变由Ⅱ级演变成Ⅲ级的间变型星形细胞瘤或Ⅳ级的胶质母细胞瘤。

星形细胞瘤向间变型星形细胞瘤的转化常伴有染色体9p、11p、13q和19q的丢失。由于这些染色体片段的丢失不存在于Ⅱ级星形细胞瘤中，因此可能含有一些抑癌基因的位点，而这些抑癌基因的丢失恰与星形细胞瘤恶性转变有关。目前已知道染色体9p和13q上分别有 p16和 rB基因，而13q和19q上的抑癌基因尚未被克隆出来。

p16-cdk4/cyclin D1 -pRb是一组重要的细胞周期调控基因。 p16通过抑制 cdk4与 cyclin D1的结合，使 rb蛋白保持非磷酸化状态。只有非磷酸化的 rb才能与 e2P紧密结合， cdk4和 cyclin D1结合后能促使 rb磷酸化并释放 e2F。 e2F是重要的转录调节因子。游离状态的 e2F能上调一系列促细胞增殖基因的表达。受 e2F转录调节的基因有细胞周期素 cyclin A和 spl基因等。 p16-cdk4/cyclin D1-Rb途径中任何一个基因发生改变都足以影响细胞周期的调控。其中最常见的为 p16基因失活。它在间变型星形细胞瘤中的发生率约为35%，在胶质母细胞瘤中发生率高达75%～90%［9］。 p16失活的主要机制为纯合和杂合性丢失（ homzygous and hemizygous deletion）。基因突变和启动子区5′-CpG岛的甲基化也能导致 p16基因失活，但这2种机制在弥漫性星形细胞瘤中较少见。 rb基因的缺失是另一常见的改变，其发生率在间变型星形细胞瘤和胶质母细胞瘤中约占20%～30%［10］。此外， cdk4基因扩增和高表达约占10%～15%［11］。有研究发现 p16的丢失与 ki-67生长指数的表达呈负相关。有 p16缺失的间变型星形细胞瘤和胶质母细胞瘤的 ki-67指数明显高于 p16正常的同级别的星形细胞瘤，这显示 p16呈纯合性丢失的肿瘤细胞的生长较有 p16表达的肿瘤细胞更活跃［12］。

染色体19q片段丢失是胶质瘤，包括间变型少突胶质细胞瘤和弥漫型星形细胞瘤特有且共有的改变。采用多态性微卫星标记（ polymorphic microsatellite markers）定位技术，19q13.1位点被确认可能有抑癌基因存在［13］。尽管在19q13.1位点已有2个基因被克隆出来，但是这2个基因的功能和它们是否有抑癌功能的鉴定工作尚未完成。由于间变型星形细胞瘤和胶质母细胞瘤均有11p染色体的丢失，因此11p是又一个可能含有抑癌基因的染色体。通过丢失定位检查已确定该抑癌基因的位置在11p11.5近端粒侧［14］。

哺乳动物细胞周期的调节是复杂有序的。 g1－ s转换主要受 p21和 p16-cdk4/cyclin D1-Rb控制。 p21和 p16是2个重要的 cDKIs。 p21在各级星形细胞瘤中的表达均没有减低和消失，说明它的细胞周期调控作用很有可能是存在的［5］。而 p16纯合和杂合丢失在间变性星形细胞瘤和胶质母细胞瘤中很普遍。 p16基因对细胞周期有多向性的调控。 p16本身蛋白的细胞周期抑制功能需要借助完整的 rb基因。而 p16基因除编译 p16蛋白外还能编译 p19ARF蛋白。 p19ARF蛋白也有 g1阻滞的作用。 p15基因由于与 p16基因相毗邻， p16的丢失常伴有 p15的丢失。 p15蛋白同样也是 cDKI，也有细胞周期阻滞的机能。正因为 p16有多向性的细胞周期抑制作用， p16丢失的细胞的快速生长使它们获得优势性克隆选择和扩增。 p16失活的瘤细胞 ki-67的高生长指数也证实了这一点［13］。星形细胞瘤由Ⅱ级向Ⅲ级转变，瘤细胞在有 pDGF和 p53基因改变的基础上进一步获得 p16基因的失活。间变型星形细胞瘤的瘤细胞不再受细胞周期 g1的阻滞，细胞由 g1期自由进入 s期，组织学形态表现为瘤细胞开始出现核分裂。由于瘤细胞的生长速度加快，手术预后差，复发成为必然。

胶质母细胞瘤中最主要的基因改变为第10号染色体的丢失和表皮生长因子受体（ eGFR）基因的重组、扩增和高表达。两者的发生率分别为90%和50%左右［10,16］。早期细胞遗传学检查发现多数胶质母细胞瘤只有单条10号染色体。分子生物学多态微卫星标记的检查也证实胶质母细胞瘤有大片段10号染色体的丢失，共有的丢失片段位于10q23-25［15］。目前在10q23-25位点已至少克隆出了4个基因， pTEN、 dMBT1、 h-neu和 lGI1，但只有 pTEN基因的功能和抑癌作用得到了证实和公认［16,17］。 pTEN蛋白是具有双向功能的磷酸酶，它通过抑制 pI3激酶阻止细胞丝氨酸/苏氨酸激酶途径生长信号的传递［18］。 eGFR是酪氨酸激酶属的受体，它的基因重组、扩增和高表达使生长信号通过酪氨酸激酶途径传导至细胞核。另有小部分胶质母细胞瘤是 turcot肿瘤综合征肠道肿瘤外的表现型之一，属于与遗传性非息肉型大肠癌相近的多态微卫星小体不稳定型(microsatellite instability, MSI)的肿瘤［19］。这一类型的肿瘤亦称复制错型(replication error, RER+)肿瘤，带有调节 dNA复制的基因，如 hMLH1和 hMSH2的突变。我们最新的研究发现部分发生于儿童的胶质母细胞瘤也有“ rER+”的表现型，但是没有发现儿童胶质母细胞瘤有合并肠道肿瘤的现象。其可能性之一为肠道肿瘤迟发于脑的肿瘤。

有研究发现， eGFR致癌基因的激活上调血管内皮生长因子(VEGF)的表达并能促使细胞凋亡［20］。胶质母细胞瘤与间变型星形细胞瘤组织学形态的区别在于细胞分化更差，有细胞坏死和血管内皮细胞的增生。 p16-cdk4/cyclin D1-Rb途径失活导致的细胞周期调控的失常、癌基因 eGFR的激活和10q的丢失引起的细胞过度增殖使细胞对氧的需求增加，造成血管的增生。细胞过度增殖、坏死和血管增生间的恶性循环是胶质母细胞瘤的特征性改变。因<