垂體神經內分泌腫瘤侵襲性的分子生物標記:從早期偵測到標靶治療(Molecular Biomarkers of Aggressiveness in Pituitary Neuroendocrine Tumors: From Early Detection to Targeted Therapy)
- 會議/場次: ENDO 2026/SY01
- 場次主題: When Benign Isn't Harmless: Revisiting Aggressiveness and Extrasellar Spread in Pituitary Adenomas
- 短講: SY01-03
- 講者: Qilin Zhang, MD, PhD, MMSc
整理稿
從少數難治性 PitNET 尋找早期風險訊號
主持人介紹最後一位講者 Qilin Zhang。講者是來自中國的神經外科醫師,也曾在 Mass General Brigham 接受神經內分泌研究訓練;前兩位講者分別談手術與 genomic perspectives,本講則聚焦 RNA、protein-level biomarkers,以及這些訊號如何通往標靶治療。
目前 pituitary neuroendocrine tumor(PitNET)的治療包括手術、放射治療與藥物,但講者指出,約 1% 或更少 的腫瘤會在多種治療後反覆復發或持續進展。這些 aggressive、treatment-resistant tumors 雖少,卻是最棘手的臨床族群,因此核心問題是:能否在病程早期,從一般腫瘤中辨識出未來可能變得 aggressive 的個案?
Slides 延伸補充:current pipeline-v2 child handoff 僅保留講者 disclosure 與正式 title card,確認 Qilin Zhang 無需揭露的財務關係,隸屬 Huashan Hospital Neurosurgery 與 Mass General Brigham Neuroendocrine Unit。科學內容投影片未出現在此 time-bounded child handoff,因此本篇所有研究數字與機制敘述均以 terminology-QA transcript 為依據,不把未擷取到的圖表細節補寫成 slide evidence。
AI 病理風險模型:從 H&E 找到高風險區域
研究團隊先做 retrospective cohort analysis。單一中心累積超過 2,000 例 pituitary tumors,其中找出超過 100 例具有 aggressive behavior、追蹤資料與 H&E specimen 的腫瘤。研究者掃描 whole-slide images,先排除非腫瘤與干擾區域,再讓 AI 分析 tumor morphology,辨認 aggressive、treatment-resistant 或 poor-prognosis tumors 共有的圖像模式。
模型把腫瘤內部標示為 high-risk 與 low-risk regions;high-risk regions 比例愈高,recurrence risk 也愈高。這個關係除了 training cohort,在另一院的 prospective validation cohort 與其他中國醫院的 external validation cohort 也維持一致。即使校正 age、previous surgery 與 extent of resection 等可取得的 clinical risk factors,AI score 仍可顯著區分 recurrence risk。這項工作仍在投稿與軟體化階段,尚不是已完成臨床驗證的常規工具。
High-risk regions 同時富含 immune cells、stromal cells 與其他 tumor-microenvironment components,提示 aggressive morphology 與 microenvironment activation 相關。不過這仍留下另一個問題:訊號究竟來自 tumor cells 本身,還是只是免疫與間質成分增加?
Multiomics 與 EMT^PRO:相關性不能直接等同因果
團隊在另一個 cohort 對 200 個 tumors 與 7 個 normal anterior pituitary glands 進行 multiomics。Unsupervised clustering 得到七群:四群屬 PIT1 lineage、兩群屬 TPIT lineage,另有一群結合 SF1-lineage 與以三種 lineage transcription factors 皆陰性定義的 null-cell tumors。
其中一個跨 lineage、侵襲性較高的 subgroup 被命名為 EMT^PRO;該群有 37.9% 達 Knosp grade 4,69% 有 surgical invasion,immune score 與 stroma score 也較高,並由 IHC staining 支持。多個 epithelial–mesenchymal transition(EMT)相關 transcription factors 呈強陽性。EMT 在其他 cancers 與 invasion、aggressiveness、metastasis、stemness 及 microenvironment remodeling 有關,但此處資料支持的是 association,不能直接下結論說 EMT 或 microenvironment 已被證明是 PitNET aggressiveness 的單一原因。
Bulk multiomics 無法分辨高 EMT signal 是 tumor-cell intrinsic,或反映較多 microenvironment infiltration;因此團隊轉向 single-cell RNA sequencing(scRNA-seq),嘗試直接定位 tumor-cell differentiation state。
以正常與胎兒垂體建立 differentiation reference
在肺與 gastrointestinal neuroendocrine tumors,differentiation status 與 prognosis 密切相關;講者提出,PitNET 也可能存在 well-differentiated 到 progenitor-like/poorly differentiated 的軸線。研究團隊先分析 3 個正常成人 anterior pituitary glands,找到表達 PIT1、卻不表達 hormone genes 的細胞群。Pseudotime 與 differentiation analysis 顯示其可能進一步分化成三種 PIT1-lineage hormone-producing cells,因此被視為 PIT1-lineage progenitor population。
接著將成人資料與北京團隊的人類 fetal anterior pituitary datasets 整合,建立發育參照,再把 21 個不同 lineages 的 PitNETs 對齊這個 framework。Lactotroph tumors 對齊 prolactin-secreting cells,somatotroph tumors 對齊 GH-secreting cells;另有跨 lineage tumors 更接近 progenitor region。團隊由此提出 well-differentiated 與 poorly differentiated classification,並以 7 個 markers 建立辨識 panel。在獨立 750 例 PitNET cohort 中,這個 differentiation-based classification 能預測 long-term recurrence risk,表現優於 Ki-67;但講者沒有把它描述成已可取代現行病理評估的單一 cut-off。
iPSC differentiation 補上 TPIT/SF1 progenitor trajectories
成人參照中只清楚看到 PIT1 progenitors,但 aggressive tumors 有相當比例來自 TPIT lineage。團隊因此重現人類 stem-cell-to-pituitary 的 in-vitro differentiation system,在預期培養條件下產生 pituitary-lineage cells,並偵測到多種 pituitary hormones secretion,支持 functional endocrine differentiation。
研究者在 differentiation onset 前後做兩次 single-cell analysis,排除 neuron-like 與 microenvironment cells,聚焦 pituitary endocrine development。資料顯示發育並非單一路徑,而有兩條 trajectories;沿途出現以 GATA3-positive/GATA2-negative 與 CITED1 為特徵的 progenitor-like populations。GATA3 也可能出現在 SF1 cells 或部分 TSH-secreting cells,因此必須與 GATA2 negativity 等資訊合併判讀,不能只用單一 marker 定義細胞身分。
Corticotroph tumors 的異質性與待驗證 signatures
以新的 reference 整合 35 個 corticotroph tumors,其中 20 例 Cushing disease、15 例 silent corticotroph tumors(SCA)。多數 SCA 與 Cushing disease 分成不同 clusters,但少數 Cushing disease tumors 與 SCA overlap。講者聯想到臨床上少數由 SCA 轉為 Cushing disease 的案例,不過這只是可能的生物學對應,不能由 transcriptomic overlap 直接證明轉化路徑。
Cushing disease 至少呈現三個 subtypes,包括 USP8-mutant 與不只一種 USP8-wild-type subgroup。其中一個 USP8-wild-type subgroup outcome 最差;講者認為最 aggressive 的 corticotroph tumors 可能源自此群。由於 single-cell cohort follow-up 仍短,現階段不能直接評估 long-term prognosis。團隊正以更大的 200 例 Cushing disease cohort 驗證 CITED1、GATA3-positive/GATA2-negative 等 signatures 是否能在早期辨識高風險腫瘤。
Biomarker continuum:機率分層而非絕對界線
講者以 TPIT lineage 為例,提出 aggressive behavior 應視為 biological continuum,而不是只靠 Cushing disease 與 SCA 的二元分類。Continuum 一端是 hormone-secreting、較小且較不 aggressive 的 tumors;另一端則較大、功能較低、invasive 且 treatment resistant。
在 genomic level,aggressive end 可能較常出現 ATRX、DAXX、TP53 alterations,以及較多 copy-number variation、loss of heterozygosity 或 chromosomal instability;在 transcriptomic/protein level,則與 microenvironment activation、EMT activation,以及 GATA3、CITED1 等 less-differentiated/progenitor-like features 相關。這些 markers 沒有一條可對所有個案畫出絕對 cut-off;它們目前較適合作為提高或降低 aggressive-behavior probability 的研究性風險訊號。
Patient-derived organoids 與 surufatinib
為把 biomarkers 轉化為治療,團隊依不同 tumor subtypes 的 pathway activity 優化 culture conditions,建立 patient-derived PitNET organoids。Organoids 可存活至少 3 個月,維持 hormone secretion,以及原始 tumor 的 Ki-67、hormone 與 lineage transcription-factor patterns。這段存活時間很關鍵,因 sequencing 往往需等待數週到一、兩個月,三個月提供了先理解 molecular characteristics、再做 drug screening 的實際窗口。
團隊在這個平台篩選 1,344 種 drugs。Cabergoline 與 somatostatin analogues 效果不強,但講者特別提醒 selection bias:能提供手術 specimen 的患者,本來就常是對這些藥物反應差或 resistant 的個案。Everolimus 等 mTOR inhibitors 與 temozolomide 的 activity 也低於預期,不能因此推論這些藥物對一般臨床族群無效。
較有希望的 single agents 之一是 surufatinib,targets 包括 VEGFR1–3、FGFR1、CSF-1R,與 proliferation、angiogenesis 及 tumor microenvironment pathways 有關。講者分享一位 pituitary carcinoma patient:經三次手術與五次 radiotherapies,且曾接受 brainstem metastasis surgery,疾病仍反覆。Surufatinib 治療六個月後 tumor 有部分縮小,但因 proteinuria 與 hypertension 停藥;停藥六個月後疾病再次明顯 progression,出現 spinal dissemination,患者於演講前一個月死亡。這是單一 case 的 temporal response,不能稱為已證實 efficacy,也不能把「部分縮小」自動等同依正式 criteria 判定的 partial response。
基於 organoid 與 case observation,團隊已啟動 surufatinib 治療 aggressive PitNET 的 single-center、single-arm exploratory trial,並優先考慮 non-functioning tumors。原因是部分 reports 指出 prolactin 或其他 functioning tumors 對 temozolomide 可能較有反應,而 non-functioning refractory tumors 缺乏選項;真正 efficacy 與 safety 仍必須等待 trial results。
現場問答
是否應測試 TKI combinations?
聽眾分享 pheochromocytoma/paraganglioma organoid 經驗:單一 TKI 常不理想,即使 sunitinib 的 clinical PFS 也可能只有六至九個月;兩或三種 drugs 合併時,體外可能出現 additive 或 synergistic effects。Qilin Zhang 回答,團隊也測試過 blood-brain-barrier–penetrant TKIs,整體訊號不強;目前 surufatinib 與幾種 agents 的 single-drug response 較明顯。
團隊尚未採用 combinations,主要考量 targeted drugs 本身已有 substantial toxicity,其他 neuroendocrine-tumor trials 也見 severe adverse events,直接合併可能增加風險。不過講者同意,先在 organoid platform 做 combination screening 是值得嘗試的下一步;這不是已開始的 clinical combination strategy。
iPSC model 如何處理 hypothalamic cells?
講者區分兩種模型。Patient-derived tumor organoids 直接來自 surgical pituitary specimens,不含 hypothalamic tissue;iPSC-induced differentiation system 則完全在體外,培養過程可能同時產生 hypothalamic/neuron-like cells。團隊沒有在 culture stage 物理移除這些細胞,而是在 single-cell sequencing analysis 時依 expression clusters 排除,讓後續 trajectories 聚焦 pituitary endocrine cells。