Denosumab治疗骨巨细胞瘤的研究进

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本文原载于《中华骨科杂志》年第14期

骨巨细胞瘤（giantcelltumourofbone，GCT）是一种具有局部侵袭行为和罕见转移倾向的原发性骨肿瘤，常见于青壮年长骨骨端，约占国人原发骨肿瘤的14%~20%。GCT的组织学表现为由增殖的单核梭形成纤维细胞样间质细胞，伴有大量非肿瘤性破骨细胞样巨细胞与骨髓单核巨噬细胞样单核细胞。梭形基质细胞是肿瘤的主要成分，其增殖产生大量细胞因子和介质，包括受体活化核因子-κB配体（receptoractivatorofNF-κBligand，RANKL）、基质细胞衍生因子（stromalcell-derivedfactor-1，SDF-1）、单核细胞趋化蛋白（monocytechemoattractantprotein，MCP-1）等，均为破骨细胞形成、生存和发挥功能的重要介质，招募破骨前体细胞并诱导其成熟多核破骨细胞。RANKL激活破骨细胞样巨细胞及前体高表达受体活化核因子-κB（receptoractivatorofnuclearfactor-κB，RANK），RANK和RANKL相互作用促进破骨细胞生成，最终造成广泛的骨破坏并分泌更多的细胞因子刺激肿瘤生长[1]。

对于GCT的治疗，临床首选手术方法，包括病灶内刮除术、切刮术和整块切除术。手术治疗GCT后的主要问题是局部复发：单纯刮除术后复发率为27%~65%，随着对瘤腔处理措施的重视，GCT的术后复发率降低到12%~27%[2,3]。对于复发性或难治性GCT，多选择整块切除术包括关节切除，关节/假体置换，半骨盆切除等手术方式，尽管术后复发率可降低为0~12%，但也可能会导致严重并发症。对于手术难以切除的中轴骨（如骶骨和脊柱）或发生转移的患者，常以非手术治疗为主，包括动脉栓塞、放射治疗和/或药物等[地诺单抗（Denosumab）、干扰素、聚乙二醇干扰素][4]。以Denosumab为代表的靶向治疗上述类型患者的疗效及生物安全性满意，甚至有学者认为GCT治疗已进入Denosumab时代[5]。随着近年来应用Denosumab治疗GCT的临床证据逐渐增加，相关研究也较多，但是有关最佳治疗剂量，持续时间和间隔时间以及药物的安全性等问题尚未清楚[6,7,8,9,10]。如何正确认识该药物在治疗中的价值与临床意义，Denosumab应用适应证、并发症等，本文就Denosumab治疗GCT的应用现状、影像和组织学相关研究进行回顾性分析。

一、文献检索策略

文献纳入标准：①文献类型为已发表的期刊论文、综述；②文章研究内容与Denosumab治疗GCT的应用现状、影像和组织学密切相关。排除标准：①研究类型为学位论文、评论及讲座；②文献质量较低、证据等级不高的研究；③无法获得全文或重复发表的文献；④中文及英文以外的其他语种。

中文检索词："骨巨细胞瘤"、"地诺单抗"、"核因子κB受体活化因子配体"、"靶向治疗"，中文检索平台及数据库：中国知网、万方、维普数据库；英文检索词："giantcelltumorofbone"、"Denosumab"、"RANKL"、"targetedtherapy"，英文数据库：PubMed、OVID、SpringerLink。筛选文献的发表时间从年11月至年3月。

共检索出相关文献篇，其中中文文献63篇、英文文献篇，其他语种文献12篇。应用NoteExpress软件并根据纳入及排除标准进行文献筛选，共剔除文献篇，最终纳入57篇，包括中文文献0篇、英文文献57篇（图1）。

图1

文献筛选流程图。根据纳入及排除标准进行文献筛选，最终纳入57篇，包括中文文献0篇、英文文献57篇

二、Denosumab治疗GCT的临床疗效

Denosumab是一种全人源化RANKL单克隆抗体，通过模仿机体内源性骨保护素的作用机制，阻止RANKL/RANK介导的破骨细胞的分化、成熟及活化，防止骨质溶解及骨相关事件的发生[11]（图2）。其应用于治疗骨质疏松、多发性骨髓瘤和骨转移癌等骨溶解相关疾病，总体疗效显著优于唑来膦酸。年美国FDA批准Denosumab用于预防成年人实体肿瘤的骨转移骨骼相关事件并发症，并于年批准用于成人和骨骼发育成熟的青少年有手术禁忌证GCT患者的临床治疗[12,13]。近年来，Denosumab在治疗GCT中已取得一定的临床疗效，但也有一些并发症及不良反应。

图2

Denosumab作用机制流程图A肿瘤基质细胞分泌RANKL，招募破骨前体细胞至肿瘤部位，并诱导其成熟为多核破骨细胞，导致骨质吸收BDenosumab阻断RANKL信号通路，导致巨细胞消失，停止骨质破坏，使骨质重塑并修复[11]

（一）Denosumab治疗GCT临床Ⅱ期研究

年Thomas等[14]首次报告37例（≥18岁）肢体、骨盆、脊柱和骶骨等部位的GCTⅡ期临床非对照试验研究（Denosumab标准治疗25周），86%疗效满意，26例疼痛减轻或功能改善。Chawla等[15]报告例Ⅱ期临床试验，分为3个独立队列（无法手术者，可手术但并发症严重者，已行Denosumab治疗并需继续治疗者）接受Denosumab治疗，发现：①第1组随访13个月，96%病情稳定无进展；②第2组随访9.2个月，74%原计划手术者无需手术；③62%Denosumab治疗后接受了比原计划更少并发症的刮除手术。所有手术的患者术后继续药物治疗6个月，无肿瘤进展和复发，总体61%患者Denosumab治疗GCT后获得临床受益。

为评估Denosumab治疗GCT后对手术分期下调的影响，Rutkowski等[16]一项多中心未行手术的例GCTⅡ期临床研究报告，Denosumab治疗19.5个月后影像学示病灶内钙化，再现皮质骨的完整性并增厚，病灶减小，其中85例计划整块切除中71例行刮除或部分切除术或无需手术；计划关节置换及融合者中，关节保存率为96%和86%；18例计划行刮除术中8例不需手术，7例按计划行刮除术，3例需整块切除，总体38%患者降低手术分期。Martin-Broto等[17]针对临床症状的大样本队列Ⅱ期研究中将例GCT分为不能手术切除者例，手术可能有严重并发症者例，用药1周后两组患者疼痛得到缓解分别为29%和35%，50%持续用药2~30个月，对于中、重度疼痛无明显缓解，不能手术组中30%和手术组中10%治疗27个月后疼痛加重。Ueda等[18]多中心Ⅱ期前瞻性研究中Denosumab治疗13.1个月，82%疼痛减轻、功能改善，进一步验证Denosumab抗GCT肿瘤的作用。

上述几项关于Denosumab治疗GCT的Ⅱ期临床试验分别对其应用的主客观缓解率、影像学、肿瘤体积、肿瘤学结果以及手术分期等多方面进行研究，发现Denosumab治疗GCT可迅速缓解疼痛和神经相关症状、改善功能，影像学表现也可验证疗效。但是这些研究随访时间短，Denosumab的长期安全性、疗效评估和复发率等还有待进一步研究。

（二）Denosumab在中轴骨和转移性GCT治疗中的应用

脊柱、骨盆和骶骨GCT因其解剖结构复杂，且肿瘤相对大，甚至临近脊髓和神经根及大血管、神经，行单纯刮除出血多，术后复发率高。部分和/或整块（全脊椎或骶骨）切除加复杂的重建术难度大，且可能发生严重并发症（大出血、神经系统损伤、感染和死亡等）。使用Denosumab后肿瘤体积缩小，手术相对简单、失血减少。DeCarvalho等[19]报告1例L4椎体GCT伴椎旁巨大软组织肿物，Denosumab6个疗程后，CT扫描示椎旁肿块体积减少90%伴有椎体钙化，实施了L4全脊椎切除前后融合重建术，未行栓塞下失血量ml，其认为这是药物使肿瘤血管减少所致。Agarwal等[20]报告1例T6GCT术后复发，广泛的脊椎和血管受累而无法手术，放疗效果不佳，CT检查示肿块由9×8.9cm2增至10.2×9.2cm2，Denosumab治疗11个月后缩至1.9×5.4cm2，可行右肺下叶和T5~T8脊椎扩大切除术。Goldschlager等[21]一项多中心回顾性研究报告Denosumab治疗5例脊柱GCT，发现药物治疗6个月期间无治疗相关不良事件，肿瘤体积缩小10%，行部分或整块肿瘤切除术，随访12个月无临床和影像学复发。有关Denosumab用于不能切除或难以手术的骨盆、骶骨和脊柱GCT治疗的小样本研究和个案报道很多，总体疗效满意。

Denosumab治疗GCT肺转移的效果值得肯定，相关研究证实：Karras等[22]和Gossai等[23]报告1例10岁女童髌骨GCT及周围3个相邻的皮下结节和多个转移肺结节，经Denosumab治疗4个月后疼痛改善，治疗6个月后患儿甚至从坐轮椅恢复至可以溜冰，药物持续治疗2年后临床和影像学显著改善；Yamagishi等[24]报告1例GCT伴肺转移，治疗10个月后肺转移结节缩小并手术切除；Egbert等[25]报告1例GCT肺转移后经Denosumab治疗4.5年，3个月后转移瘤明显减少，之后长达4年治疗使得转移灶仍保持在稳定状态，但未消失。

（三）Denosumab在肢体GCT治疗中的应用

Denosumab用于四肢GCT患者的治疗针对复发性病变、转移瘤、手术并发症发生率高的CampanacciⅡ、Ⅲ级患者。Traub等[26]报告19例肢体GCT患者术前接受Denosumab治疗6~11个月的前瞻性非随机研究中，所有患者疼痛均缓解，影像学示病灶有新骨形成，90%皮质骨和软骨下骨厚度明显改善，6例病理性骨折在药物治疗过程中骨折愈合；18例关节和关节面破坏严重者药物治疗后行病灶刮除术而保留关节。Boye等[27]关于18例Denosumab治疗GCT的研究中10例不能手术或手术可致严重并发症者接受治疗18~60个月后病情稳定；5例手术患者术前治疗7~12个月，术后药物治疗0~7个月，其中3例停药13个月之内局部复发，考虑Denosumab不能防止局部复发。Müller等[28]报告25例GCT术前和/或术后接受Denosumab治疗，64%由于肿瘤侵及范围广无法刮除，需行瘤段切除术，药物治疗后10例肿瘤周围形成新的皮质骨改行病灶刮除术，可保留关节。McCarthy等[29]回顾性分析5例尺桡骨远端GCT患者术前接受3个月Denosumab治疗，停药28d后行刮除术和骨水泥填充，随访37个月所有患者药物治疗后2个月内腕部疼痛减轻且功能改善，4例疗效满意，1例复发。Vaishya等[30]报告1例肱骨近端GCT无法手术，Denosumab治疗6个月后病变周围硬化，行刮除骨水泥填充内固定。Park等[31]报告1例桡骨远端CampanacciⅢ级GCT单纯Denosumab治疗3.5年，停药1年后无临床症状及肿瘤复发。Thornley等[10]报告1例桡骨远端GCT经6个月Denosumab标准治疗后，症状完全缓解，病变骨皮质完整、增厚。Gaston等[32]报告1例股骨近端GCT患者使用Denosumab治疗6个月后通过刮除术治愈，避免了全髋关节置换。

除外几项Denosumab治疗GCT的Ⅱ期临床试验报告，分析Denosumab在四肢GCT中应用文献，小样本临床研究报告9篇，个案报道19篇，其中手术余例，包括可以直接切除如腓骨近端、尺骨远端、桡骨近端和手足部位的GCT，部分肱骨近端、股骨远端，胫骨近端和桡骨远端最终行瘤段切除假体置换（腓骨移植）的GCT，伴有肺转移的GCT。最终实施刮除术的患者中，术后复发率仍然很高。在这些研究中术后是否用药以及用药周期仍有争议，Chawla等建议术后继续6个月给药[15]。对于应用Denosumab后病变硬化、皮质骨形成，肿瘤界限清楚，使得手术切除简单，但仍需瘤段切除的GCT，考虑其"效益-收益平衡"，用药有无意义值得商榷。

（四）Denosumab治疗GCT后的复发情况

随着临床研究不断积累，随访时间延长，术后停药后局部高复发率仍然是一个难题（表1）[9,10,28,29,33,34]。早期的研究无复发病例报告，可能是由于随访时间短[14,15]。Rekhi等[35]报告27例Denosumab治疗GCT后刮除或切除，随访17.6个月，复发率18.5%。Boye等[27]报告6例术前接受药物治疗，术后13个月内停药后4例局部复发。Rutkowski等[16]报告手术治疗例并随访平均13个月，复发率15%。Girolami等[8]报告术前Denosumab治疗6个月后刮除9例、切除6例，术后用药6个月，随访13个月刮除复发率33.3%。Matcuk等[36]报告1例桡骨远端GCT，Denosumab治疗2年效果良好，停止治疗2个月内，肿瘤快速的复发和进展，随着生长、骨溶解和软组织增大，再次Denosumab治疗无法控制肿瘤生长和破坏，最终肘关节以下截肢。

表1

文献报告Denosumab治疗GCT后恶变病例

停止Denosumab治疗后GCT的复发可能为停药后的反弹效应[14]。Boye等[27]对高复发率解释是药物治疗选择预期高复发风险难治的病例，Denosumab治疗GCT不能防止复发。使用Denosumab后，最常见的是病灶内原有的溶骨性破坏转变成坚韧的纤维骨基质和硬化组织，有时难以确定肿瘤的真实程度，由于肿瘤边缘形成新骨和增厚的骨皮质，这些新生骨足以支撑无需担心骨强度允许刮除。但在刮除过程中也很难分离病变组织和正常组织，在这些边缘新骨里可能含有肿瘤细胞。Denosumab治疗2年手术时发现边缘新骨骨化很厚，这时肿瘤残留的概率很高，肿瘤细胞可隐藏在增厚的皮质和软骨下骨，增加局部复发的风险[26]。有学者提出如需要手术，在Denosumab开始后3~4个月进行，防止过厚的边缘骨形成而影响刮除，术后需维持药物治疗防止复发，但仍未达成共识[20,37]。

停药后出现肿瘤高复发是否意味着该药不足以达到病理完全应答？目前没有足够的数据来量化这种风险，但许多复发出现于停止治疗7~9个月内，不能明确Denosumab是否对继发进展的影响。因此，患者停用Denosumab后复发的风险需要前瞻性临床试验的严格评估。

（五）Denosumab治疗GCT后恶变情况

Thomas等[14]首次报告接受Denosumab治疗后的GCT会转变为恶性肉瘤，1例上肢GCT在治疗期间转变为高级别肉瘤和1例治疗8个月停药后转变为恶性GCT伴肺转移。Chawla等[15]的研究中2例转变为新的肉瘤，1例疑似原有的，1例考虑为恶变。其他个案研究也报道了复发GCT接受药物治疗后转变为骨肉瘤，这些研究中的患者从用药临床获益直到发生恶变均没有放疗史[16,38,39,40]。由于有效数据有限，到目前报告恶变数量10例（表1）。应用Denosumab治疗GCT与发生肉瘤转变之间有无潜在的关系和机制还不清楚，或许接受Denosumab治疗GCT的患者通常具有多次复发和治疗，而具有较高肉瘤转变的风险；或许由于RANKL的表达在B、T细胞分化和树突状细胞的存活中起重要作用，Denosumab抑制骨破坏也可能抑制免疫而致恶性肿瘤的风险[41,42,43]。有关Denosumab治疗GCT的肉瘤转变需要进一步对照研究和长期随访才能得出明确结论。

（六）药物副作用和其他并发症

Denosumab治疗GCT期间大多数患者会出现类同双磷酸盐的不良事件，包括发热、恶心、疲劳、虚弱、头痛、肌肉骨骼疼痛、背痛，偶有呼吸困难、急性呼吸窘迫综合征、贫血、人绒毛膜促性腺激素增加、白内障、湿疹、流感样综合征和抑郁症等，也可能发生下呼吸道感染、骨髓炎等，对个体患者而言可能出现一项或多项。对于想要怀孕或已怀孕者，Denosumab增加死胎的风险，因此建议女性用药时采取适当的避孕措施[14]。治疗期间及停药后主要为抑制骨代谢的骨相关事件，严重不良事件包括低钙血症、颚骨坏死（osteonecrosisofthejaw，ONJ）、非典型应力性骨折及停药后高钙血症[14,15,23,44,45]。

Denosumab治疗期间出现低钙血症通常不严重，无症状或偶有肌肉痉挛和束缚感，常规补充钙和维生素D以预防这些不良反应；Denosumab会影响骨密度，儿童长骨骨端出现硬化，因此对骨未闭合的儿童慎用[22,44,45,46,47]；其可能会出现严重的副作用高钙血症，治疗期间补充钙、磷和维生素D3，其血清钙、磷水平维持在正常范围低水平，但停药几个月后血清钙水平会明显升高，这可能是由于Denosumab对破骨细胞成熟及功能的抑制作用丧失，导致破骨细胞活性和骨吸收增加，形成骨硬化[23]。

由于骨质过度硬化会发生ONJ，ONJ在多数文献中均有报道，是常见和严重的不良事件之一，一旦发生ONJ即应中断药物治疗，它与Denosumab注射的数量和持续时间有关，因而建议治疗前和治疗期间定期检查牙齿[44]。

由于长期使用Denosumab治疗GCT的远期影响是未知的，对于一位年轻的良性肿瘤患者没有预期死亡的疾病，这些不良事件也是一个主要问题。Denosumab治疗后毒性风险增加[15,48]。

为了最大限度地减少需要长期连续治疗的患者不良事件发生，可减少Denosumab剂量和用药周期（9~12月或更少），并需要有休息时间（或"药物假期"），与长期使用双膦酸盐降低患者非典型骨折的风险相似，但目前尚不清楚改变给药方案或"药物假期"是否影响肿瘤反应的长久性。如果临床决定不能手术的疾病停止药物治疗后重新使用时，可考虑检测相关指标（尿N-端肽、血清C-肽和抗酒石酸酸性磷酸酶5b）为指导以防疾病进展、复发及副作用[16,49]。

三、Denosumab治疗GCT后影像学变化

绝大多数GCT患者经Denosumab治疗后影像学变化明显，常规X线片和CT检查示病变骨溶解停止，新骨逐渐沉积，病灶边缘出现钙化骨壳，重建骨皮质并增厚。增强MRI动态观察示Denosumab治疗GCT后软组织浸润减少。Denosumab对于肿瘤体积的影响有差异，绝大多数位于肢体长骨内的病变不会发生太大变化[19]。Traub等[26]报告18例GCTDenosumab治疗后11例病灶增加10%~25%，5例肿瘤体积保持相对稳定，4例有所减少，所有病例均有从中心硬化到新骨形成，软骨下骨和皮质骨不同程度增厚，13例病变周围完全或接近完全形成硬化边。不同于肢体GCT，中轴部位脊柱、骨盆和骶骨药物治疗后体积明显缩小，可能和这些部位肿瘤软组织肿块大有关，是否Denosumab对GCT血运丰富的软组织成分作用更强。因此MR检查主要用于中轴部位GCT疗效的判定。

PET-CT扫描SUVmax摄取量可以反映GCT中多核破骨巨细胞代谢状况，可作为GCT治疗敏感的早期生物标志物和新骨形成的疗效指标。Thomas等[14]发现Denosumab治疗GCT后SUVmax摄取量显著降低，提示破骨细胞数量减少、代谢受到抑制。Boye等[27]报告18例患者Denosumab停药后平均4.7周行PET-CT检查以评价疗效，平均基线SUVmax值由11减至4.9，94%SUVmax值平均减少5.6，也表明PET-CT的SUVmax值是药物对肿瘤反应的早期敏感指标。2个Ⅱ期研究得到类似的结果，分别有96%和82.4%的患者药物治疗后代谢减弱[15,18]。

四、Denosumab治疗GCT后的组织学变化

Denosumab治疗GCT后的组织学变化特征是破骨巨细胞的耗竭和新骨形成，表现总体归纳为几方面：①刮除术中或切除标本肉眼观察到病灶周围形成新的不同程度增厚的皮质骨、骨小梁及内壁，肿瘤组织呈灰白色、质硬纤维样组织；②Denosumab治疗GCT前后组织学显示多核巨细胞完全或接近完全消失[14,22,50,51,52]；③病灶中增殖性肿瘤基质细胞的比例降低，代之以非增殖型分化良好的新骨组织，由中心区域逐步向周围过渡为不规则小的编织骨小梁和新生骨，而病灶内可见片状圆形或卵圆形肿瘤细胞聚集区，细胞区域内梭形细胞呈席纹状排列，极少或没有细胞外基质，具有丰富纤维的细胞外基质区域，其特征是骨小梁或蜂窝状结构，有不同程度致密的纤维组织和/或新骨沉积，这些组织模式是不规则、带状分布，肿瘤中心区域为细胞聚集区，外围富含基质的区域；④多数患者治疗后的肿瘤周围形成反应性编织骨壳，肿瘤骨样基质似乎与皮质骨融合，也有部分编织骨区域仍有增殖的基质细胞和RANK阳性单核细胞[52]；⑤免疫组化研究中基础肿瘤样本中均可看到密集的RANKL阳性肿瘤基质细胞，大量随机分布的RANK阳性巨细胞以及单核细胞，Denosumab治疗后RANKL阳性肿瘤基质细胞明显减少，而纤维骨组织和/或新骨增加替代原有的RANK阳性肿瘤细胞，也看到残留肿瘤组织中高水平表达RANKL的肿瘤基质细胞和表达RANK的单核细胞，而肿瘤巨细胞通常不存在[52]（图3）。

图3

RANKL和RANK组织学示意图ADenosumab治疗前RANKL阴性的巨细胞周围可见大量RANKL阳性肿瘤基质细胞BDenosumab治疗后广泛的低矿化纤维骨基质中残留有密集的RANKL阳性肿瘤基质细胞区CDenosumab治疗前RANK阳性的巨细胞被RANK阴性的肿瘤基质细胞所包围DDenosumab治疗后残余的RANK阳性肿瘤基质细胞，未见RANK阳性的巨细胞[54]HE染色×

Denosumab治疗早期（2~8个月）组织学表现为片状中度异型单核细胞和局灶性席纹状生长模式的细胞增殖，伴有不同数量的淋巴细胞为主的炎症。泡沫状组织细胞不同程度地呈现在背景中，通常分散在整个病灶内，部分区域成串排列。治疗后的肿瘤周围形成反应性编织骨壳，聚集了大量的成骨细胞，肿瘤内有不同程度的新骨沉积，新骨的数量似乎与治疗时间相关，随着时间的推移显著增加，边缘更明显，新骨沉积的模式为多种形式，通常是连续的，最早出现的新骨是小而圆的聚集体和短束状类似硬化的胶原，部分区域有增厚，圆形的区域成骨细胞在其外围聚集。19~55个月治疗后标本显示，细胞结构减少。残留的基质包括不同程度温和的梭形单核细胞和泡沫组织细胞[50]。短时间Denosumab治疗GCT后组织学显示新生骨呈无序状排列，在没有骨形成的基质中单核梭形细胞增生呈"席纹状"改变，与肉瘤相似（假肉瘤样改变），是一种早期治疗后的组织学改变[34,53]。总之不同患者Denosumab治疗GCT后组织学改变大不相同，有的类似于其它良性病变，如骨纤维结构不良，良性纤维组织细胞瘤样改变等，有的类似于低度骨肉瘤[50,54]。因此，要区分Denosumab治疗GCT后的巨细胞瘤与骨肉瘤或其它梭形细胞肉瘤的病理学差异。

Denosumab治疗GCT的分子学研究有限，Girolami等[8]报告15例Denosumab治疗GCT后的增殖指数明显降低。Mak等[55]对GCT巨细胞培养研究发现虽然Denosumab治疗GCT后的样本没有出现巨细胞，但是肿瘤基质细胞仍存在且继续增殖，增殖速度慢于未治疗时，Denosumab似乎只抑制破骨细胞生物活性，一旦间质细胞脱离了其干预，肿瘤细胞会继续增殖。Denosumab只有最小抑制作用而没有细胞凋亡作用，RANKL和OPG没有表达，巨噬细胞集落刺激因子蛋白的表达、碱性磷酸酶和Ⅰ型胶原α1均无变化，即药物作用有限，患者停药后复发的风险需引起