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        行業動態 Industry News

        c-Kit、PDGFR-α與胃腸間質瘤

        發布時間:2021-05-22 22:06:02 | 來源:【藥物研發團隊 2021-5-22】
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        胃腸道間質瘤(GIST)是胃腸道最常見的間葉組織源性腫瘤。近年來,國內外眾多對腫瘤分子發病機制的研究顯示,75%~80%GIST患者的干細胞因子受體(c-Kit)染色陽性,另有5%~10%GIST患者存在血小板源性生長因子受體(PDGFR-α)變異,c-Kit和PDGFR-α突變激活被認為與超過90%的GIST發生發展相關。

        一、c-Kit

        KIT基因位于人染色體4q12-13,屬于原癌基因,其產物c-Kit是受體酪氨酸激酶Ⅲ型。c-Kit是酪氨酸激酶受體蛋白家族的重要成員之一,其作為干細胞因子的受體,可以通過一系列信號通路參與造血干細胞增殖分化的調控。

        GIST是消化道最常見的間葉源性腫瘤。絕大部分的GIST均表達KIT基因編碼的c-Kit蛋白(CD117)。在分子層面上,大部分的GIST均存在KIT基因突變,從而導致c-Kit蛋白的活化不需要配體SCF參與就能刺激腫瘤細胞的持續增殖和抗凋亡信號的失控。

        GIST中KIT基因突變率約為90%,且突變形式多樣。其中位于11號外顯子Lys550~Val560區段的變異最為常見(約占70%~80%),位于9號外顯子Ala502~Tyr503區段的6堿基重復突變約占5%~10%。臨床研究表明GIST中KIT基因的突變情況與伊馬替尼分子靶向治療的療效相關:存在11號外顯子突變患者的療效最好,存在9號外顯子突變的患者療效次之,而野生型GIST的療效最差。另外,對于9號外顯子突變的患者,提高用藥劑量可顯著提高療效。檢測KIT基因突變對于指導GIST患者的合理用藥,具有重要的參考價值。

        二、PDGFR-α

        PDGFR-α為原癌基因,編碼血小板源生長因子受體α,在器官發育、傷口愈合及腫瘤發展等方面起重要作用;其在GIST中有較大表達概率,常作為GIST診斷的指標物質。

        在突變的類型中,GIST中最常見的單發PDGFR-α的突變是點突變D842V(62.6%),導致第842位天門冬氨酸為纈氨酸所取代;最常見的移碼突變是缺失突變DIMH842-845和IMHD843-846,而這兩種突變在蛋白表達上相同,占所有PDGFR-α突變的14.9%。PDGFR-α外顯子發生突變GIST病例對伊馬替尼治療敏感。

        該基因編碼血小板衍生生長因子家族成員的細胞表面酪氨酸激酶受體PDGFR,分子量為180kD的單鏈膜糖蛋白。受體分子由α,β兩種亞基組成,成熟后的PDGFR以二聚體穩態形式(αα,αβ,ββ)與配體PDGF相應異構體(PDGF-AA,AB,BB)結合。結直腸癌組織中PDGFR-α和PDGFR β均有表達分布,PDGFR-α分布于結直腸正常組織、息肉組織及腫瘤組織上;PDGFR-β表達于腫瘤細胞、腫瘤間質細胞和微血管細胞(包括微血管周細胞)上。PDGFRA基因突變常見于胃腸道間質瘤、膠質母細胞瘤、惡性外周神經鞘等腫瘤,其中GIST中PDGFRA基因突變率在5%~10%左右。PDGFRA基因突變后則通過活化AKT、MAPK及STAT蛋白中STAT1和STAT3發揮作用。

        伊馬替尼療效與PDGFR-α基因突變相關,存在外顯子12或18(p.Asp842Val 突變除外)突變的患者療效較佳,存在外顯子15 p.Thr674Ile或18 p.Asp842Val突變的患者可能耐藥。舒尼替尼療效與PDGFR-α基因突變相關,存在外顯子12突變的患者療效較佳。

        Heinrich等研究發現一部分GIST(5%~79%)具有PDGFR-α基因的突變。Hirota等發現PDGFR-α基因突變為功能獲得性突變,且可能是產生GIST的另一個原因。其可能的機制是:PDGFR-α的信號轉導途徑與c-Kit相似,PDGFR-α基因的功能獲得性突變自身可能引起卡哈爾細胞的轉化;PDGFR-α基因的功能獲得性突變限制和激活了野生型c-Kit在轉染細胞中的共表達。PDGFR-α突變可能通過激活野生型c-Kit來轉化卡哈爾細胞,進而導致PDGFR-α的表達,然后通過各種信號轉導通路將有絲分裂等信號傳遞入細胞核,誘導相應基因表達,促進DNA合成,引起細胞分裂和增殖。由于這一部分腫瘤中的絕大部分對CD117的免疫組化反應呈弱陽性或陰性,這可能導致這部分腫瘤未能被診斷為GIST以及不能用伊馬替尼來治療。而且PDGFR-α基因突變的GIST的確診需要涉及到分子生物學方法。PDGFR-α在腸肌叢的神經節細胞及雪旺氏細胞中有表達,但在Cajal細胞中未見表達。Pauls等研究了158例GIST患者(包括137例c-Kit或/和PDGFR-α基因突變和21例野生型GIST)的免疫組化和組織學特征,發現與其他GIST相比,PDGFR-α基因突變的GIST往往呈上皮型,并可見多核巨細胞,免疫組化可見PDGFR-α蛋白呈顆粒狀染色,并且PDGFR-α基因突變的GIST往往CD117表達下調。相反,c-Kit基因突變的GIST組織學上往往呈梭形,免疫組化可見CD117呈顆粒狀染色,并且c-Kit基因突變的GIST其PDGFR-α表達亦往往下降。Rossi等研究了PDGFR的免疫組化染色在鑒別CD117陰性表達的GIST和其他胃腸道腫瘤中的價值。共收集了167例胃腸道原發間葉性腫瘤(包括125例GIST,15例腹腔內韌帶樣纖維瘤,12例平滑肌瘤,8例平滑肌肉瘤,3例神經鞘瘤,2例孤立性纖維瘤,炎性假瘤和纖維樣息肉各1例),經PDGFR-α和PDGFR-β的特異性抗體檢測。在125例GIST中117例CD117陽性(93.6%),8例陰性(6.4%),在所有CD117陽性的GIST中PDGFR-α和PDGFR-β免疫組化染色均呈陰性,而所有CD117陰性的GIST均表達PDGFR-α,并且2例同時表達PDGFR-β,在42例非GIST腫瘤中,只有一小部分硬纖維瘤(26.6%)PDGFR-α陽性,同時表達PDGFR-β。

        三、胃腸間質瘤

        胃腸道間質瘤(GIST)是一類起源于胃腸道間葉組織的腫瘤,占消化道間葉腫瘤的大部分。Mazur等于1983年首次提出了胃腸道間質腫瘤這個概念,GIST與胃腸道肌間神經叢周圍的Cajal間質細胞瘤(ICC)相似,均有c-Kit、CD117(酪氨激酶受體)、CD34(骨髓干細胞抗原)表達陽性。

        流行病學

        胃腸道間質瘤占胃腸道惡性腫瘤的1%~3%,估計年發病率約為10-20/100萬,多發于中老年患者,40歲以下患者少見,男女發病率無明顯差異。GIST大部分發生于胃(50%~70%)和小腸(20%~30%),結直腸約占10%~20%,食道占0%~6%,腸系膜、網膜及腹腔后罕見。GIST病人20%~30%是惡性的,第一次就診時約有11%~47%已有轉移,轉移主要在肝和腹腔。

        疾病癥狀

        GIST無特異性臨床表現,病程可短至數天,長至20年,惡性GIST病程較短,多在數月以內,良性或早期者無癥狀。GIST的主要癥狀依賴于腫瘤的大小和位置,通常無特異性。胃腸道出血是最常見癥狀。賁門部GIST吞咽不適、吞咽困難癥狀也很常見。部分病人因潰瘍穿孔就診,可增加腹腔種植和局部復發的風險。常見癥狀有腹痛、包塊及消化道出血及胃腸道梗阻等。腹腔播散可出現腹水,惡性GIST可有體重減輕、發熱等癥狀。

        影像學特點

        1、胃鏡及超聲胃鏡檢查

        對于胃GIST,胃鏡可幫助明確腫瘤部位及大小。超聲內鏡對于胃外生性腫瘤可協助診斷,協診GIST位置、大小、起源、局部浸潤狀況、轉移等。部分患者可獲得病理學診斷。

        2、CT檢查

        CT平掃發現腫瘤多呈圓形或類圓形,少數呈不規則形。良性腫瘤多小于5cm,密度均勻,邊緣銳利,極少侵犯鄰近器官,可以有鈣化表現。惡性腫瘤多大于6cm,邊界不清,與鄰近器官粘連,可呈分葉狀,密度不均勻,中央極易出現壞死、囊變和出血,腫瘤可出現高、低密度混雜,鈣化很少見。增強CT可見均勻等密度者多呈均勻中度或明顯強化,螺旋CT尤以靜脈期顯示明顯。這種強化方式多見于低度惡性胃腸道間質瘤,壞死、囊變者常表現腫瘤周邊強化明顯。CT消化道三維重建對于腫瘤可協助診斷,協診GIST位置、大小、局部浸潤狀況、轉移等。

        3、18FDG-PET和18FDG-PET/CT

        CT、MRI等影像學方法只是評估腫瘤的大小、腫瘤的密度以及腫瘤內的血管分布,不能反應腫瘤的代謝情況,用18氟脫氧葡萄糖的PET檢查可以彌補以上物理學檢查的不足,它的原理是胃腸道間質瘤是一種高代謝的腫瘤,利用腫瘤內強烈的糖酵解反應攝取高密度的18氟脫氧葡萄糖跟蹤顯影,對早期轉移或者復發比CT敏感,并且在評估腫瘤對化療藥物的反應時明顯優于其它物理學檢查方法,PET與CT聯合掃描方法能同時評估腫瘤的解剖和代謝情況,對腫瘤的分期以及治療效果的評估優于CT,也為其它實體腫瘤分子靶向治療的療效判斷提供參考。

        病理學特點

        在大體標本中,胃腸道間質瘤直徑從1~2cm到大于20cm不等,呈局限性生長,大多數腫瘤沒有完整的包膜,偶爾可以看到假包膜,體積大的腫瘤可以伴隨囊性變、壞死和局灶性出血,穿刺后腫瘤破裂,也可以穿透粘膜形成潰瘍。腫瘤多位于胃腸粘膜下層(60%),漿膜下層(30%)和肌壁層(10%)。境界清楚,向腔內生長者多呈息肉樣腫塊常伴發潰瘍形成,向漿膜外生長形成漿膜下腫塊。臨床上消化道出血與觸及腫塊是常見病征。位于腹腔內的間質瘤,腫塊體積常較大。腫瘤大體形態呈結節狀或分葉狀,切面呈灰白色、紅色,均勻一致,質地硬韌,粘膜面潰瘍形成,可見出血、壞死、粘液變及囊性變。

        顯微鏡下特點,70%的胃腸道間質瘤呈現梭形細胞,20%為上皮樣細胞,包括梭形/上皮樣細胞混合型和類癌瘤/副神經節型。目前,學術界公認非梭形/上皮樣細胞的細胞學形態可基本排除胃腸道間質瘤的診斷。

        胃腸道間質瘤的免疫組織化學的診斷特征是細胞表面抗原CD117(KIT蛋白)陽性,CD117在胃腸道間質瘤的細胞表面和細胞漿內廣泛表達,而在所有非胃腸道間質瘤的腫瘤細胞內均不表達,CD117的高靈敏性和特異性使得它一直是胃腸道間質瘤的確診指標。CD34是一種跨膜糖蛋白,存在于內皮細胞和骨髓造血干細胞上,它在間葉性腫瘤的表達有一定意義,CD34在60%~70%的胃腸道間質瘤中陽性,但由于它可在多種腫瘤中表達,僅對胃腸道間質瘤有輕度的特異性。平滑肌肌動蛋白(SMA)、結蛋白(典型肌肉的中間絲蛋白)S-100(神經標志物)一般陽性率分別是30%~40%、1%~2%(僅見于局部細胞)5%,均沒有診斷的特異性。

        基因突變檢測診斷

        5%~7%的胃腸道間質瘤患者中CD117表達陰性,此時胃腸道間質瘤的診斷要依靠基因突變類型檢測,80%以上的胃腸道間質瘤的基因突變類型是KIT或者PDGFR-α的突變,這些突變在腫瘤形成的早期就能檢測到。

        已經發現的KIT的突變類型有4種:外顯子9(10.3%),外顯子11(87.2%),外顯子13(2.1%),外顯子17(0.4%)。

        PDGFR-α的突變發生在沒有KIT突變的GIST患者中,有三種突變類型:外顯子12(3%),外顯子14(<1%),外顯子18(97%)。

        基因突變檢測可以進一步明確診斷CD117陰性的患者,診斷家族性胃腸道間質瘤,評價小兒胃腸道間質瘤,指導化療,預測化療的效果。因此,基因突變監測在胃腸道間質瘤的診治過程中具有重要意義。

        DOG1是最近發現的一種在GIST中特異表達的細胞膜表面蛋白,由DOG1基因編碼,是一種功能尚不明確的蛋白,A.P.Dei Tos等發現在139例胃腸道間質瘤腫瘤組織中有136例有表達(敏感度為97.8%),并且在CD117陰性的胃腸道間質瘤中DOG1都有較強的表達,而在438例非胃腸道間質瘤中僅有4例有DOG1的表達,這提示DOG1是一個特異的胃腸道間質瘤的診斷標準,尤其適用于CD117以及c-Kit和PDGFR-α突變基因檢測陰性的胃腸道間質瘤的診斷。

        治療

        遵循個體化綜合治療的原則,根據GIST腫瘤部位、大小,是否局限,有無轉移等,綜合評估后決定治療方式,以期最大幅度地根治腫瘤,提高治愈率。

        手術治療是目前GIST最重要的治療手段,其他主要治療手段還包括介入藥物治療。

        1、急性期治療

        GIST無明顯急性期,但當GIST引起完全性腸梗阻,消化道穿孔,保守治療無效的消化道大出血以及腫瘤自發破裂引起的腹腔大出血時,患者往往病情危急,必須行急診手術。

        2、一般治療

        主要為常規對癥治療,如腫瘤引起的疼痛,可在醫生的指導下進行止痛治療等。

        3、藥物治療

        主要為分子靶向藥物治療,如伊馬替尼、舒尼替尼、瑞戈非尼、阿泊替尼、阿伐替尼、瑞普替尼等。

        4、放/化療

        GIST對放化療不敏感,但對于局限的病灶或骨轉移病灶,在常規治療失敗的情況下,醫生可能會行姑息性放療,改善例如高血壓、疼痛等癥狀。

        預后

        不同GIST侵襲性不同,腫瘤部位、大小、核分裂像、腫瘤術中是否完整切除、組織學類型、免疫組織化學類型、增生抗原表達、增生倍數、性別年齡、突變類型與腫瘤的預后相關,但目前無統一的預后標準。形態學與預后關系密切的是腫瘤的生物學行為及腫瘤的最大直徑和有絲分裂比率,評估預后時應綜合以上因素,結合腫瘤發生部位的新分級標準逐漸被臨床醫師采納,腫瘤發生部位成為預測預后的獨立因素,發生于胃的間質瘤比其他部位的間質瘤預后均好,另外基因突變位點的不同與腫瘤的惡性程度相關,雖然不是獨立的預后因素,但KIT外顯子9和外顯子11突變的胃腸道間質瘤術后復發率較高,類似的研究也表明瘤細胞核分裂計數和外顯子11的突變均提示高危胃腸道間質瘤,預后不良。Miettinen等發現在胃的間質腫瘤病人中KIT外顯子11的點突變比缺失預后好,KIT外顯子11遠端復制預后好,KIT外顯子9的突變往往預后較差,近些年來基因突變和腫瘤發生部位也越來越被人們重視,已經成為除核分裂計數以外評估預后的重要因素。

        綜上所述,基因診斷以及分子生物學的進展使得胃腸道間質瘤的診斷取得很大的進展,手術切除仍是胃腸道間質瘤治療的首選方法,新型口服抗腫瘤藥物的發明應用顯著改善了對伊馬替尼耐藥的胃腸道間質瘤預后。

        四、LMV-12HE003

        LMV-12(HE003)是一個ATP競爭性的多靶點受體型酪氨酸激酶抑制劑。臨床前研究表明,LMV-12(HE003)c-Kit、PDGFR-α具有較強的酶活抑制作用,IC50分別為15.4±3.2nM和7.0±2.3nM。目前,LMV-12(HE003)正在進行I期臨床研究,期待其能在GIST治療中發揮出色的作用。

         

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