综述：儿童高级别胶质瘤中的PDGFRA——靶点还是干扰项？

　　本综述深入探讨了PDGFRA在儿童高级别胶质瘤(pHGG)中的复杂角色。文章系统回顾了PDGFRA作为最常改变的受体酪氨酸激酶(RTK)的基因突变、结构变异及扩增等分子特征，分析了其致癌机制及靶向治疗(TKIs)临床应答不佳的原因，并讨论了潜在的耐药机制（如旁路信号激活）和新型抑制剂（如avapritinib）的应用前景，为pHGG的精准治疗提供了重要见解。

　　

引言

中枢神经系统(CNS)肿瘤是儿童癌症相关死亡的主要原因，其中儿童高级别胶质瘤(pHGG)尤其具有侵袭性和分子异质性，约占儿童CNS肿瘤的10%，却导致了超过40%的死亡。与成人高级别胶质瘤(aHGG)不同，pHGG具有独特的遗传和表观遗传改变。尽管化疗和放疗是标准治疗手段，但精准医疗计划正利用这些驱动变异来选择靶向治疗，以期改善反应并减少毒性。

pHGG的基因组景观

世界卫生组织(WHO)根据遗传、分子和形态学特征将胶质瘤分为I至IV级。高级别胶质瘤(HGG)包括WHO III级和IV级，具有快速增殖和侵袭性特点。2021年WHO CNS肿瘤分类第五版将pHGG进一步分为四种亚型：弥漫性中线胶质瘤(H3 K27改变)、弥漫性半球胶质瘤(H3 G34突变)、弥漫性儿科型高级别胶质瘤(H3野生型和IDH野生型)以及婴儿型半球胶质瘤。

组蛋白基因变异与RTK密切相关。pHGG中的组蛋白修饰与特定解剖位置和共存畸变相关。中线及脑干pHGG几乎 exclusively 表达H3F3A (H3.3K27M)/HIST1HB (H3.1K27M)第27位赖氨酸至甲硫氨酸突变，而半球pHGG则常见H3F3A (H3.3G34R/V)第34位甘氨酸至精氨酸或缬氨酸的改变。这些组蛋白突变与其他分子畸变存在关联，特别是H3.3K27M与PDGFRA扩增的关联更为常见，并可能伴有TP53、TOP3A、FGFR1和CCND2的畸变。H3野生型(H3-WT) pHGG则常出现CDKN2A和TP53突变，并可进一步根据常见分子改变进行亚分类，其中就包括RTK改变。

儿童癌症中的RTK变异

RTK是跨膜受体，被配体激活后通过下游信号通路介导生长、增殖、分化、代谢、迁移和存活等关键细胞过程。其功能可能通过体细胞突变、扩增或结构变异（包括基因融合和基因内缺失）等基因组事件发生改变。大规模基因组研究表明，RTK在pHGG中经常发生改变。对326个pHGG样本的DNA分析显示，62%的pHGG存在RTK信号通路基因畸变，其中最常扩增的RTK分别是PDGFRA、KIT、KDR、EGFR和MET，而最常突变的RTK是PDGFRA、EGFR和FGFR1。

基因组研究还发现了pHGG中特定RTK改变与其他临床特征（如年龄和解剖位置）的关联。NTRK1/2/3、ALK、ROS或MET基因融合在婴儿高级别胶质瘤(IHG)中更常见。EGFR外显子7和20突变及基因扩增在双侧丘脑胶质瘤（pHGG的一个独特分子亚型）中普遍存在。PDGFRA因其流行度而受到特别关注，其在pHGG中经常被扩增、突变或过表达（无基因组改变下的高RNA表达），频率在14%至21%之间。PDGFRA扩增（7-13%）通常比突变（5-9%）更普遍，尽管一部分肿瘤同时存在两者（2%）。无拷贝数扩增的PDGFRA突变见于年龄较大的pHGG患者（平均14.5岁），而并发突变/扩增的患者也相对野生型组（平均9.3岁）年龄更大（平均13.1岁）。PDGFRA扩增在脑干肿瘤中更普遍，而PDGFRA突变肿瘤则更多位于半球。

pHGG的临床现状与治疗

当前pHGG的标准护理是多模式治疗，包括最大程度手术切除、局部放疗和替莫唑胺(TMZ)辅助化疗。最大程度切除能带来最大的生存优势，报告显示接受肿瘤全切(GTR)的pHGG患者一年生存率比次全切(STR)或活检患者高45%。然而，对于解剖功能重要区域（如中线结构）的肿瘤，切除往往不可行，因为存在显著的发病和死亡风险。对于不可手术的肿瘤，常规治疗方式带来的总生存期(OS)改善有限或没有改善。TMZ化疗效果不佳且与血液学毒性相关，而分次放疗可能根据pHGG亚型带来适度的生存获益。这凸显了需要新的、考虑pHGG异质性的靶向治疗模式，以最小化所有儿科年龄组的不良后遗症。因此，新型靶向治疗，如小分子TKI，已开始在pHGG中获得关注。

近年来，TKI治疗在儿科癌症中显示出不同的益处。Larotrectinib是成功的典范，它在治疗NTRK融合阳性恶性肿瘤（包括大量IHG亚型）中表现出长期的临床疗效。事实上，IHG通常由RTK基因融合（包括NTRK、MET、ALK和ROS融合）驱动，它们对larotrectinib以外的其他TKI也显示出显著的临床反应。然而，尽管TKI在融合驱动的恶性肿瘤中取得了良好的生存结果，但其他RTK改变的HGG对治疗的反应较差。基于从aHGG和临床前模型的推断，EGFR抑制剂erlotinib和gefitinib已在pHGG中进行试验，虽然耐受性良好，但带来的生存获益微乎其微。同样，PDGFRA改变的HGG对PDGFRA抑制剂的临床反应也各不相同，暗示存在影响药物疗效或耐药的外部因素。

PDGFRA信号及其在癌症中的失调

血小板衍生生长因子受体PDGFR-α (PDGFRA)和PDGFR-β (PDGFRB)是III类RTK，该家族还包括KIT、FMS和FLT3。这些RTK有五个胞外Ig结构域、一个跨膜结构域和一个胞内酪氨酸激酶结构域(TKD)，TKD又分为TKDI和TKDII两部分。在正常细胞环境中，PDGFRA/B分别与五种PDGF配体亚型（AA、BB、CC、DD、AB）的独特同源或异源二聚体组合结合，启动RTK二聚化、激活和下游信号级联。PDGFRA参与器官发生和神经结缔组织发育，而PDGFRB主要调节血管形成和功能。

在癌症中，PDGFRA信号失调通过一系列基因组和转录组改变促进增殖、侵袭、血管生成和转移。其机制包括：

1）基因突变：体细胞突变遍布所有功能域，通常导致受体和细胞内信号通路的组成型激活。突变位置决定其功能影响机制。

2）结构变异：致癌性PDGFRA基因融合通常由染色体易位引起，也可能通过缺失和倒位等其他基因组机制产生。在pHGG中，4号染色体上的基因如KDR、LRPAP1和LNX1已被证明与PDGFRA融合。基因内缺失在HGG中比基因融合更常见。

3）基因扩增和过表达：基因拷贝数增加和mRNA水平升高可能导致PDGFRA蛋白表达升高。在没有激活变体的情况下， elevated PDGFRA蛋白水平如何导致组成型激活仍是一个难题。

4）配体失调：PDGFRA可能通过自分泌或旁分泌信号激活。组成型自分泌信号导致不受调节的细胞增殖和侵袭，并可与其他自分泌通路协同驱动肿瘤发生。

靶向pHGG中的PDGFRA

pHGG中存在PDGFRA基因组和转录组改变，促使人们在临床前pHGG模型和随后的临床试验中尝试PDGFRA抑制剂。即使临床前研究在HGG模型中证明了疗效，PDGFRA靶向治疗在pHGG中的结果也令人失望。Dasatinib比imatinib对PDGFR的抑制更强且血脑屏障(BBB)穿透性更好，但两种抑制剂的单药治疗均仅引起有限的肿瘤反应。随后的试验将dasatinib与其他TKI（如c-MET抑制剂crizotinib和VEGFR抑制剂vandetanib）联合使用，以靶向pHGG中常见的其他RTK，但效果有限。

虽然早期一代PDGFRA靶向TKI未能改善pHGG结局，但近期双重PDGFRA/KIT抑制剂avapritinib在PDGFRA改变的pHGG中的成功标志着PDGFRA特异性治疗的关键转折点。Avapritinib已获批用于携带PDGFRA外显子18突变（包括D842V）的胃肠道间质瘤(GIST)和突变KIT驱动的系统性肥大细胞增多症，它对表达这些畸变的细胞表现出高选择性和强效活性。临床前模型证明，avapritinib具有高效的CNS穿透性、有限的脱靶毒性以及与dasatinib、crenolanib和axitinib相比更高的PDGFRA/KIT靶向效力。随后，在一小部分儿科和年轻成人患者中，avapritinib引发了影像学（42%）和临床反应（37.5%），并改善了无进展生存期(PFS)和总生存期(OS)。值得注意的是，PDGFRA扩增患者表现出更好的反应。

PDGFRA抑制剂耐药机制

PDGFRA抑制剂在pHGG中反应普遍不佳的一个解释是先天或获得性耐药机制。在不同癌症中已发现多种赋予RTK靶向治疗耐药的机制，包括RTK活性位点或药物结合位点突变、靶基因扩增或蛋白过表达以及替代信号通路激活。在PDGFRA改变的pHGG中，在avapritinib持续抑制PDGFRA后，观察到AKT/ERK介导的下游信号救援。此外，在avapritinib耐药、PDGFRA改变的转移灶中自发出现过表达和下游磷酸化的EGFR通路，表明替代RTK信号通路可被激活以绕过药物抑制。

虽然关于CNS肿瘤中PDGFRA耐药的文献有限，但从表达PDGFRA畸变的其他癌症中推断可以为了解其机制提供宝贵见解。值得注意的是，TKI的耐药性在GIST中得到充分表征，其主要特征为KIT (70-85%)和PDGFRA (5-15%)突变。在imatinib治疗的GIST中，选择性抑制RTK已被证明会促进替代RTK信号通路的适应性激活，从而降低对治疗的敏感性。联合使用FGFR抑制剂可抑制这种适应性信号并恢复肿瘤的药理反应性，表明可以通过双重靶向救援通路来规避耐药。

PDGFRA D842V突变在GIST中对imatinib notoriously 耐药，但对avapritinib有反应，这突出了pHGG亚群与GIST之间的共同治疗分母。晶体学分析表明，avapritinib与PDGFRA的活性构象结合，而imatinib优先抑制非活性状态，这解释了其无效性。有趣的是，在avapritinib治疗和肿瘤进展后，已在具有原发性外显子18突变的GIST患者中鉴定出赋予avapritinib耐药的继发性PDGFRA突变。

在PDGFRA改变的CNS肿瘤中，一个潜在的、未探索的耐药机制是染色体外DNA (ecDNA)。ecDNA介导的基因扩增可导致癌基因的高拷贝数扩增，并具有显著的瘤内异质性和耐药性，导致多种癌症类型的预后更差。在鼠源性PDGFRA扩增细胞系中进行荧光原位杂交已阐明存在拷贝数可变的染色体外PDGFRA信号，并且与原发性GBM肿瘤相比，培养物中PDGFRA信号丢失，表明PDGFRA扩增子也可以在胶质瘤中以染色体外形式存在。鉴于PDGFRA倾向于在ecDNA中扩增，这种定位可能赋予PDGFRA改变的pHGG以耐药性。

结论

靶向PDGFRA仍然是pHGG临床管理中的一个主要争议领域。目前已知，PDGFRA在pHGG中通过多种突变类型普遍改变，最常见的畸变是扩增。基因突变和结构变异已被证明可组成型激活PDGFRA信号，而导致PDGFRA扩增致癌性激活的具体背景仍不明确，尽管其与蛋白表达增加相关。大多数在临床试验中研究的PDGFRA靶向治疗都是多激酶抑制剂，PDGFRA改变组和野生型组之间的反应差异极小。PDGFRA倾向于与其他基因（尤其是KIT和KDR）共同改变，这进一步复杂化了当前临床数据的解读，难以确定同时也靶向这些共突变（如avapritinib）的PDGFRA靶向治疗的疗效。因此，当前理解中存在一个关键空白，即PDGFRA改变在何种情况下以及通过何种机制导致癌变——这种不确定性掩盖了PDGFRA改变究竟是pHGG中真正的基因依赖性和可靶向的致癌驱动因子，还是应该在多次有效靶向PDGFRA失败后将资源转向识别和治疗其他驱动突变。如果PDGFRA是一个关键的致癌驱动因子，那么耐药机制（如替代RTK再激活）很可能是先前临床结果不佳的原因；因此，有必要阐明这些机制，以便设计能够绕过这些机制的治疗策略。