神经系统肿瘤包括中枢神经系统肿瘤和外周神经系统肿瘤。目前在病理学中通常利用一些分子生物学标记物辅助诊断神经系统肿瘤,包括S100、CD57、GFAP、CgA、syn等。而转录因子SOX10也在一些神经系统肿瘤中表达,但目前有关SOX10作为分子标记物应用于神经系统肿瘤的鉴别诊断报道较少。下面对SOX10、CD57、S100在神经系统肿瘤中表达的临床意义进行综述,并总结这三种分子生物学标记物鉴别诊
神经系统肿瘤包括中枢神经系统肿瘤和外周神经系统肿瘤。目前在病理学中通常利用一些分子生物学标记物辅助诊断神经系统肿瘤,包括S100、CD57、GFAP、CgA、syn等。而转录因子SOX10也在一些神经系统肿瘤中表达,但目前有关SOX10作为分子标记物应用于神经系统肿瘤的鉴别诊断报道较少。下面对SOX10、CD57、S100在神经系统肿瘤中表达的临床意义进行综述,并总结这三种分子生物学标记物鉴别诊断神经系统肿瘤的优缺点。
1.SOX10在神经系统肿瘤中的表达
SOX10(SRY-box10)是一种可以绑定DNA的转录因子,参与神经系统内多种细胞的存活、增殖、分化,也是SOX家族成员之一。SOX转录因子是胚胎发育过程中的关键调节因子,在胚胎发育和成熟阶段对神经干细胞(NSCs)的维持和谱系的分化起着不可或缺的作用。在过去几年中,越来越多的证据表明,SOX转录因子的突变和功能障碍与人类疾病有关,包括各种肿瘤,研究发现SOX因子在神经胶质瘤中异常表达,并且可在一定程度上显示肿瘤发生和发展的阶段。
SOX10促进神经嵴干细胞分化和多能性神经嵴细胞的存活,并且维持神经嵴细胞的多能性分化潜能,也调控脑和脊索内少突胶质细胞的终末分化,是神经外胚层干细胞和祖细胞的分子标记物。SOX10转录因子在施万细胞和黑素细胞谱系中表达,并且对施万细胞和黑素细胞的发育至关重要,基于此,SOX10已被作为一种新标记物,用来诊断起源于这些细胞的肿瘤。
目前研究显示,表达SOX10的神经系统肿瘤有神经鞘瘤、神经纤维瘤、恶性外周神经鞘瘤(MPNST)、颗粒细胞瘤、纤维细胞性星形细胞瘤、胶质母细胞瘤、少突胶质神经瘤、神经节瘤、嗜铬细胞瘤等。由于SOX10仅表达于有限的几种正常细胞类型中,因此SOX10可能是这些肿瘤的特异性标记物,可进一步深入研究以辅助诊断这些肿瘤。
在病理学研究中,采用免疫组织化学检测SOX10的表达主要应用于辅助诊断黑色素瘤或外周神经鞘瘤。2008年Nonaka等人首次通过免疫组织化学方法发现SOX10在神经鞘瘤、神经纤维瘤、唾液腺肌上皮瘤中表达的阳性率为100%,在黑色素瘤中表达的阳性率为97%,并且SOX10在部分星形细胞瘤、恶性外周神经鞘瘤和副神经节瘤中表达。然而SOX10在脑膜瘤中未见表达,因此SOX10是鉴别区分神经鞘瘤、神经纤维瘤和脑膜瘤的标记物,并且具有较高的敏感性和特异性。
Kordes等人研究发现SOX10在胶质瘤中的表达水平显著高于正常脑组织中的水平,并且随着胶质瘤从组织学分级低级向高级的发展SOX10的表达水平也逐渐升高,研究也发现SOX10对胶质瘤细胞具有去分化的作用,从而导致向恶性发展,这些均显示SOX10与胶质瘤病程的发展呈正相关关系,因此可以利用SOX10鉴别诊断胶质瘤并监测它的病程。
SOX10在外周和胃肠神经鞘瘤以及神经鞘黏液瘤中表达,几乎在所有这些肿瘤细胞中均为阳性;在弥漫性神经纤维瘤中SOX10标记的肿瘤细胞占所有细胞的20%~40%;在47例S100蛋白表达阳性的颗粒细胞肿瘤患者中SOX10均表现为阳性;SOX10在副神经节瘤主细胞中均表现为阴性,而在大多数副神经节瘤的支持细胞中均表现为阳性。
MPNST的产生与先前存在的神经纤维瘤相关,Ersen等人研究显示SOX10在54%的MPNST中表达,他们也发现可利用SOX10在MPNST中的表达鉴别滑膜肉瘤与神经纤维瘤相关的MPNST,并且研究得出具有67%的敏感性和93%的特异性,然而SOX10对MPNST的敏感性低于其它神经嵴相关肿瘤,如神经鞘瘤、神经纤维瘤和黑色素瘤。
有研究表明SOX10在神经嵴发育过程中调节许多靶点,包括正常黑色素细胞发育所必需的小眼相关转录因子(MITF),因为在黑色素瘤亚型细胞中发现了MITF突变和扩增,所以SOX10对MITF的调节可能影响黑色素瘤的发生发展。Nonaka等人研究发现SOX10在来自15个器官的270个神经内分泌肿瘤、264个间充质肿瘤以及包括4个浸润性乳腺癌和4个原位导管癌的25个上皮性肿瘤中都不表达。SOX10标记的正常组织不仅包括施万细胞和黑素细胞,还包括乳腺、支气管黏膜和唾液腺的肌上皮细胞。因此利用SOX10辅助诊断此类肿瘤具有一定的特异性,但是在诊断时必须考虑在各种肿瘤中残存的非肿瘤性施万细胞或黑素细胞,以及一些能够表达SOX10的正常组织的干扰。
2.CD57在神经系统肿瘤中的表达
CD57是分子量为110KD的糖蛋白,一直被认为是人自然杀伤细胞(NK)的特异性表面标记物。研究发现CD57在迁移神经嵴祖细胞中表达,而且研究表明CD57调控神经嵴细胞的侵袭和迁移,也与黑色素瘤的转移有关。该分子标记物与CD56一起通过免疫组织化学方法鉴别诊断神经内分泌肿瘤。研究显示在神经系统肿瘤中,来自神经母细胞瘤患者的15例骨髓转移样本中CD57表达阳性标本有10例。
此外,在另一项研究中通过免疫组织化学染色发现CD57在100%的低分化神经母细胞瘤中表达,在96%的分化型神经母细胞瘤和神经节神经母细胞瘤中表达,在93%的神经节神经瘤中表达;而且也发现CD57在100%的骨转移性神经内分泌肿瘤中表达。
最近研究分析发现CD8+/CD27-和CD8+/CD57+效应T细胞在具有低肿瘤负荷的神经纤维瘤患者中显著增加,并且在具有高肿瘤负荷的患者中降低,甚至低于正常对照组的水平;具有高肿瘤负荷的神经纤维瘤患者明显增加向恶性外周神经鞘瘤发展的风险。这些结果表明CD8+/CD27-和CD8+/CD57+效应T细胞的水平可以成为内部肿瘤负荷的分子标记物,也为随后转化为MPNST提供了有效的风险评估。
Schlitter等人的研究发现,与CD57低表达的神经母细胞瘤细胞相比,CD57高表达的神经母细胞瘤细胞具有更强的侵袭性;也发现了CD57在未分化的神经母细胞瘤细胞中的表达显著高于在分化型神经母细胞瘤细胞中的表达。
3.S100在神经系统肿瘤中的表达
S100作为分子标记物在鉴别诊断神经系统肿瘤方面研究较为成熟,通常用于检测在神经系统肿瘤中神经嵴的分化,其能够100%的溶解在饱和硫酸铵中,也因此而得名。
S100蛋白是由位于染色体21号上的基因转录翻译而来,属于Ca2+结合蛋白家族,其主要成员是两种相关的同型二聚体蛋白S100A和S100B,而研究显示S100A主要分布在肾脏、肌肉神经,而S100B主要分布于神经胶质细胞、施万细胞、卫星细胞等中枢神经系统中,也分布于黑色素细胞、软骨细胞、肾上腺髓质细胞、骨骼肌卫星细胞。
研究显示S100蛋白在100%的神经瘤、神经纤维瘤和颗粒细胞肿瘤中高表达,也在来源于施万细胞神经鞘的支气管神经源性肿瘤中全部高表达,通过组织病理学观察发现支气管神经源性肿瘤组织中可见S100表达阳性的梭形细胞结节增生,从而区分支气管神经源性肿瘤与其它神经系统肿瘤。
也有研究显示S100在胰腺神经鞘瘤组织中的表达异常增高,也有研究者以刺猬为模型发现S100在神经胶质瘤、肥胖型星形胶质细胞瘤、少突神经胶质瘤中表达,并且也有研究显示S100蛋白在少突胶质细胞瘤中的表达显著高于在星形细胞瘤中的表达。
4.小结与展望
S100和CD57在鉴别诊断一些神经系统肿瘤方面的应用相对比较成熟。近几年的研究提示SOX10是一种潜在的分子生物学标记物,可以用来鉴别诊断一些神经系统肿瘤。SOX10作为分子标记物鉴别诊断神经鞘瘤和纤维型脑膜瘤时敏感性和特异性都优于S100,在鉴别滑膜肉瘤和神经纤维瘤相关的MPNST时SOX10比S100蛋白更具有特异性。
CD57主要在神经母细胞瘤和神经纤维瘤中表达,而SOX10在神经母细胞瘤中未表达,因此可利用SOX10区分神经母细胞瘤和神经纤维瘤。相比于CD57,S100和SOX10在大多数神经系统肿瘤中表达,然而S100在很多种正常组织中也表达,因此利用S100在鉴别诊断神经系统肿瘤时特异性相对较低,相比S100,SOX10仅仅在几种正常组织中表达,因此利用SOX10在鉴别诊断神经系统肿瘤时特异性相对较高。
近年来,高度特异性的SOX10抗体已在国内市场上出现,因此SOX10可以作为分子生物学标记物,利用免疫组织化学方法检测SOX10的表达鉴别诊断一些神经系统肿瘤,目前尚未有SOX10免疫组织化学染色鉴别诊断神经系统肿瘤的大样本研究,因此后续还需要采用大样本对SOX10作为分子标记物诊断神经系统肿瘤进行深入研究。
来源:李东海,王宝强,闫秀英.SOX10、CD57、S100在神经系统肿瘤中表达的临床意义及研究进展[J].现代肿瘤医学,2020,28(06):1045-1048.
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