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【35under35】徐贻佺医生：非小细胞肺癌脑膜转移诊疗关键问题的思考

2023年08月21日

作者：徐贻佺

医院：福建省肿瘤医院

徐贻佺

硕士生导师、主治医师

福建省肿瘤医院胸部肿瘤内科
医学博士，硕士生导师(学术型+专业型)
福建省肿瘤医院高层次人才 (第四层次)、“院优秀青年”
主要从事肺癌及食管癌等胸部肿瘤的内科诊疗工作
近年来研究主要方向是通过肿瘤大数据及基础研究解决肺癌临床难点问题
近3年在European journal of cancer、 Cancers、
Journal of Cancer Research and Clinical Oncology等
国际期刊上发表SCI论文8篇，其中中科院一区2篇，二区3篇，总影响因子近50分
获得国家自然科学基金青年基金项目1项以及省厅级课题3项，目前在研经费 (含配套) 118万
获得2022年第三届福建省抗癌协会科技奖二等奖
担任中国初级卫生保健基金会少见罕见突变肿瘤专委会委员

一、非小细胞肺癌脑膜转移发病率逐年升高、预后差

原发性肺癌是临床上最常见的恶性肿瘤之一，其死亡率位列所有癌症的首位^[1]。肺癌按病理类型分非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）和小细胞肺癌两大类，其中，非小细胞肺癌所占比例约为80%-85％^[2]。脑膜转移是非小细胞肺癌神经系统转移常见的部位，发生率占3-5%^[3]，患者预后差，自然病程的中位总生存期仅为1-3月^{[3, 4]}，故脑膜转移已成为非小细胞肺癌常见的死因之一。目前，驱动基因突变的非小细胞肺癌患者中枢神经系统转移的发生率逐步升高^[2]，但仍存在诊断方式敏感性不足、治疗手段局限且疗效不理想、发病机制未被阐明及预后因素不明确等问题。

二、非小细胞肺癌脑膜转移临床危险因素的预测模型尚未建立

非小细胞肺癌中枢神经系统转移患者预后不理想，尽管现有一些治疗方式，如化疗、颅内手术切除、全脑放射治疗（WBRT）、立体定向放射外科手术（SRS）和靶向治疗等取得了长足进步，但患者中位生存时间仅约为1年左右^{[5, 6]}。其中，脑膜患者症状和体征往往存在非特异性，导致容易漏诊和误诊^[7]，因此在临床上对可疑脑膜转移加以甄别，做到早期诊断、早期治疗显得尤为重要。已有研究表明，在对5387名肺癌患者进行研究发现，携带EGFR突变患者更容易出现脑膜转移，高达9.4%^[8]。而韩国的一项研究进一步表明，在EGFR突变型肺腺癌患者中，脑膜转移与年龄较小、初始就发现远处转移以及转移至脑或不同肺叶等因素存在显著相关^[9]。但是，上述研究纳入的脑膜转移患者数量仍偏少，且未建立基于大样本、不同驱动基因状态、影像学表现等临床危险因素预测模型。因此，构建基于大样本的非小细胞肺癌脑膜转移临床危险因素预测模型，为临床早期筛查非小细胞肺癌脑膜转移患者提供简单、易行、准确的风险预测模型势在必行。

三、非小细胞肺癌脑膜转移早期诊断手段尚需改进

非小细胞肺癌患者出现脑膜转移时，多数已经经历多程治疗，治疗效果不理想，预后差。而且，临床上患者出现脑膜转移时经系统症状可能很复杂且不典型，有时很难识别软脑膜转移^[10]。根据美国国家综合癌症网络指南，目前临床上可以通过显微镜下识别脑脊液 (cerebrospinal fluid，CSF) 中的肿瘤细胞或通过磁共振成像来诊断脑膜转移。然而，软脑膜转移的敏感性和特异性诊断仍然具有挑战性^[11-13]。先前的一项大型研究表明，MRI诊断脑膜转移的敏感性仅为 53%^[14]。脑脊液细胞学可确诊软脑膜转移，有点时特异性高，约为95%，但敏感性低，第一次腰椎穿刺时敏感性仅约为50%，导致软脑膜转移常被漏诊^{[11, 15]}。吴一龙等采用CellSearch技术捕获21例脑膜转移患者脑脊液中的循环肿瘤细胞，发现诊断敏感性达95.2%和特异性达100%^[10]，但该研究纳入的样本量较少，仍需更大样本量来验证。因此，新的诊断技术来早期识别脑膜转移显得尤为重要。

基于微流控芯片的外泌体检测技术具有样品量小、成本低、产品纯度高、操作时间短等特点^{[16, 17]}。研究表明，通过微流体芯片检测卵巢癌血浆中外泌体的肿瘤标志物，包括CA-125、EpCAM、CD24等，诊断卵巢的效能优于以往标准的Bradford技术^[18]。另有研究表明，利用微流控芯片对乳腺癌患者血浆中外泌体进行免疫捕获和定量分析，可以辅助乳腺癌诊断及分子分型，准确率与免疫组化结果相当，但具有无创、耗时少、经济等优点^[19]。基于此，未来采用微流控芯片技术检测非小细胞肺癌脑膜转移患者脑脊液中的外泌体关键circRNA，并与传统的脑脊液细胞学和MRI技术进行灵敏度和特异度的比较，有望进一步探索脑膜转移早期诊断的新技术。

四、新技术发展为非小细胞脑膜转移的生物标志物探索提供条件

非小细胞肺癌脑转移发生过程十分复杂，包括肺部肿瘤生长、脱落形成循环肿瘤细胞，随血循环迁移至血脑屏障（Blood-brain barrier, BBB）附近，再穿过BBB进入脑组织，最终在脑组织中定植生长^{[20, 21]}。近年来，一些研究揭示了脑转移过程中的关键分子及其作用机制。研究表明，脑转移灶中趋化因子CXCL12及其受体CXCR4的表达明显高于原发性肺癌，且CXCR4可增强肺癌细胞的粘附和趋化作用，从而促进脑转移发生^[22-24]。另一项研究表明，WNT/TCF信号通路在小鼠形成脑和骨转移中起着重要作用^[25]。此外，Keap1-Nrf2-ARE途径突变有助于癌细胞迁移到远处，并存在于80％患有脑转移的非小细胞患者中^[26]。尽管针对非小细胞肺癌脑转移的关键分子进行了广泛的研究，但脑转移确切机理尚未完全阐明。近年来，单细胞转录组学的发展为探索癌症的发生机制，特别是揭示肿瘤免疫微环境提供了新的选择^[27]。

利用单细胞转录分析方法，进一步鉴定非小细胞肺癌脑膜转移肿瘤微环境单细胞图谱，探索脑膜转移的异质性特征，从而发现发生脑膜转移的调控机制，在此基础上发现新的生物标志物并在临床上验证其有效性。这将为脑膜转移生物标志物探索提供新的探索路径。

五、细胞周期异常调控有可能是非小细胞肺癌脑膜转移的重要作用机制

非小细胞肺癌脑膜转移是指恶性肿瘤细胞从原发灶出发浸润软脑膜，包括软脑膜、蛛网膜和蛛网膜下腔。脑膜转移是继脑转移瘤和硬膜外转移瘤之后，第三常见的中枢神经系统转移^[6]。近年来，越来越多的研究人员对脑膜转移进行了广泛研究。Boire等人研究发现，在非小细胞肺癌和乳腺癌脑膜转移模型中，由脑脊液中的肿瘤细胞产生的补体成分3（C3）呈现高表达，且C3与脉络丛上皮细胞上的 C3a 受体 (C3aR) 相互作用，扰乱血-脑脊液屏障功能，从而促进肿瘤在软脑膜中的生长^[28]。此外，Conrad等人研究表明，基质金属蛋白酶9和去整合素和金属蛋白酶8-1是脑脊液中软脑膜播散和血-脑脊液屏障破坏后细胞外基质降解的关键标志物，具有促进肿瘤细胞进入蛛网膜下腔的重要作用^[29]。但是，目前非小细胞肺癌脑膜转移的分子机制尚未被完全阐明。

细胞周期是细胞生命活动的基本过程，而细胞周期的异常调控是肿瘤恶性转化的重要因素，异常细胞不受控制的增殖、累积，最终导致癌变的发生^[20]。细胞周期蛋白与细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶（cyclin-dependent kinase, CDK）形成异二聚体，通过CDK活性调节不同底物磷酸化，从而实现细胞周期的调控^[30]，因此细胞周期抑制剂是肿瘤治疗的靶点之一。近年来，研究人员对细胞周期抑制剂治疗癌症做了诸多研究，特别是CDK4/6抑制剂，包括abemaciclib、palbociclib和ribociclib等在雌激素受体阳性的乳腺癌患者中显示良好的疗效^[31-33]。

本人所在课题组在前期研究中通过二代测序技术对13例非小细胞肺癌EGFR TKI治疗耐药后出现脑膜转移的脑脊液标本和29例非脑膜转移的肺癌组织进行检测，发现脑脊液标本中有6例检测到CDKN2A拷贝数缺失（46%），而在肺癌组织中CDKN2A呈现低频突变（1.7%），而CDKN2A是细胞周期调控的重要蛋白之一[34]。因此，我们推测细胞周期异常调控可能不仅是TKI耐药的诱发因素，也是非小细胞肺癌发生脑膜转移的驱动因素。

六、鞘内注射培美曲塞为非小细胞肺癌脑膜转移提供新的治疗手段，但仍存在诸多未解决问题

脑膜转移的治疗目标是改善神经系统症状、生活质量和存活率，同时保持较低的毒性。由于脑膜转移发病率低、疾病进展迅速以及人群的异质性，目前缺乏具有明确结论的随机临床试验，故脑膜转移的标准治疗方案尚未建立。因此，大多数治疗方案都是基于临床经验或专家的经验，治疗证据水平都较低。

血脑屏障和血-脑脊液屏障限制了大多数抗癌药物渗透到脑脊液，药物渗透率通常低于血浆浓度的5%^[15]。因此，鞘内注射是脑膜转移治疗的重要手段之一。最近的一项研究评估了589名接受鞘内注射的非小细胞肺癌患者，其中37名患者仅接受鞘内注射，而552名患者接受了多种干预措施，包括鞘内注射、全脑放疗、表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂 (TKIs)、全身化疗或最佳支持治疗等，仅接受鞘内注射的患者中位生存期为7.5个月，优于接受多种治疗方式的患者（3.0-5.0个月）^[35]。但是该研究纳入的鞘注患者例数偏少，结果有待进一步验证。尽管鞘内化疗与单独全身治疗相比其优越性尚未在随机试验中确定，但是两者联合全身治疗是非结节型脑膜转移的主要治疗方法^{[36, 37]}。目前，四种药物，包括培美曲塞、甲氨蝶呤、脂质体阿糖胞苷、塞替派等在临床常被用于鞘内注射。

本中心基于培美曲塞鞘注联合多种手段治疗难治性非小细胞肺癌脑膜转移患者，中位无病进展生存期达9.6个月，临床反应率达82.6%^[38]。虽然培美曲塞鞘注取得较好效果，但仍存在鞘注剂量、周期、药代动力学参数、副作用等等未知问题，有待进一步探索。

综上所述，非小细胞肺癌脑膜转移研究取得一定进展，但仍存在大量未知问题需要探索。因此，只有明确非小细胞肺癌脑膜转移的临床特征及危险因素，进一步揭示脑及脑膜转移发生的分子机制及TKI耐药机制，探索脑膜转移早期诊断的新方法，确立脑膜转移治疗的新模式，多维度构建非小细胞肺癌神经系统转移的诊疗体系，才能最终改善患者的生存预后。

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