《Acta Neuropathologica》：FAP expression as a marker of malignant transformation enabling in vivo characterization in peripheral nerve sheath tumors: a multimodal and translational study
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本文针对神经纤维瘤病1型（NF-1）患者中恶性外周神经鞘瘤（MPNST）的早期诊断难题，研究了成纤维细胞活化蛋白α（FAP）作为恶性肿瘤生物标志物和诊疗靶点的潜力。研究人员整合了多种转录组学数据和免疫组化分析，证实FAP在MPNST中特异性高表达，并通过临床FAP-PET/CT成像验证了其诊断价值。该研究为NF-1相关肿瘤的精准诊断和靶向治疗提供了新策略。
神经纤维瘤病1型（NF-1）是一种常见的常染色体显性遗传病，患者易发生良性的神经纤维瘤，其中部分病例可能恶变为恶性外周神经鞘瘤（MPNST）。MPNST是一种侵袭性肉瘤，是NF-1患者死亡的主要原因。目前，临床上区分良性神经纤维瘤和MPNST仍面临挑战。常规的影像学方法，如[1?F]-氟代脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（[1?F]FDG-PET/CT），虽然敏感性高，但特异性有限，可能导致假阳性结果和不必要的活检。因此，开发能够无创、特异性识别恶性转化的新型分子影像方法和生物标志物迫在眉睫。
成纤维细胞活化蛋白α（FAP）是一种二肽基肽酶，通常在多种实体瘤的癌症相关成纤维细胞（CAF）上过度表达，在某些软组织肉瘤中，FAP也直接表达于肿瘤细胞。临床前研究和初步临床报告表明，FAP不仅可作为FAP靶向PET示踪剂的成像靶点，也可作为放射性核素治疗或抗体-药物偶联物的靶点。然而，FAP在NF-1相关肿瘤中的表达动态和临床意义尚不清楚。
为了填补这一空白，研究人员开展了一项多模态转化研究。该研究整合了公共数据库中的批量转录组学、空间转录组学和单细胞RNA测序数据，并在独立的存档样本上通过免疫组织化学（IHC）进行了蛋白水平的验证。此外，研究团队还在一位因疑似恶性转化而接受检查的NF-1患者身上，直接使用FAP靶向PET/CT评估了其临床转化潜力。
研究发现，在不同的批量数据集中，与神经纤维瘤相比，FAP在MPNST中持续上调。在TCGA肉瘤数据集中，FAP的表达因组织学亚型而异，但在MPNST中明确表达。空间转录组学显示，FAP高表达区域在MPNST中富集，并与肿瘤细胞标志物共定位。单细胞分析表明，FAP在MPNST肿瘤细胞和癌症相关成纤维细胞中均有表达，其中在与不良预后相关的神经嵴样肿瘤亚群中表达水平最高；伪时序分析显示，FAP表达沿着向施万细胞前体样状态分化的轨迹逐渐降低，这提示FAP表达与更原始、去分化的肿瘤细胞状态相关。免疫组化证实，MPNST中存在强烈的、主要为肿瘤细胞固有的FAP蛋白表达，而在神经纤维瘤和正常组织中染色极弱。丛状神经纤维瘤表现出中等的FAP表达。在临床影像方面，FAP-PET显示，在同一患者体内，经组织学证实的MPNST比良性病变具有更高的示踪剂摄取，其中包括一个FDG亲和但FAP阴性的神经纤维瘤，这支持了FAP-PET/CT相较于FDG-PET/CT具有更高的诊断特异性。
总之，FAP在MPNST的转录本和蛋白水平均显著过表达，可能富集于高风险肿瘤细胞状态，并可通过靶向PET成像检测。这些发现确立了FAP作为NF-1相关肿瘤恶性程度的临床相关生物标志物，并支持将FAP导向的诊断和治疗方法整合到外周神经鞘瘤的检查流程中。该研究论文发表于《Acta Neuropathologica》。
为开展此项研究，作者主要应用了以下几项关键技术方法：利用公共数据库（GEO, TCGA）进行批量、空间及单细胞转录组学数据分析；对来自医院档案的独立样本（包括MPNST、神经纤维瘤、丛状神经纤维瘤等）进行免疫组织化学染色和H-Score半定量分析；在一例NF-1患者中直接进行FAP靶向（使用[??Ga]Ga-LNTH-1363S）和[1?F]FDG PET/CT成像，并进行对比分析。
研究结果
FAP在MPNST中相较于神经纤维瘤上调，并成为肿瘤细胞表达的潜在治疗靶点
通过系统分析多个公共转录组数据集，研究人员发现FAP基因在MPNST中显著上调。在TCGA肉瘤数据集中，FAP表达在不同软组织肿瘤类型中存在差异，但在MPNST中有明显表达。阵列批量基因表达谱分析（GSE241224）显示，FAP在MPNST（n=64）中的表达显著高于神经纤维瘤（n=15）。空间转录组学数据进一步揭示了FAP高表达点在MPNST中富集，且其富集程度超过了葡萄糖转运蛋白基因SLC2A1（GLUT1）和SLC2A3（GLUT3）。单细胞RNA测序数据证实，FAP在MPNST肿瘤细胞和癌症相关成纤维细胞中均有表达，但在肿瘤细胞中更具特异性，且表达水平在具有神经嵴样分化特征的MPNST-G1亚群中最高，该亚群与较差的预后相关。伪时序分析表明，FAP表达随着肿瘤细胞向施万细胞前体样状态（MPNST-G2）分化而降低，提示其与去分化状态相关。
免疫组织化学证实FAP在MPNST中相较于神经纤维瘤上调
对存档的人体组织样本进行FAP免疫组化分析显示，MPNSTs（n=12）在肿瘤细胞和部分周围基质细胞中呈现中度至强的FAP表达，其表达水平显著高于常规神经纤维瘤（n=12）。丛状神经纤维瘤（n=6）的FAP表达水平介于常规神经纤维瘤和MPNST之间。值得注意的是，在个别NF-1相关病例中，与MPNST相邻的良性神经纤维瘤区域FAP表达缺失，而MPNST区域则呈现强表达，支持了FAP表达与恶性转化的逐步关联。除汗腺等已知表达相关蛋白酶DPP4的组织外，神经纤维瘤和未受累的健康组织中几乎未见相关免疫反应性。
使用PET/CT在NF-1患者中临床验证FAP作为恶性肿瘤生物标志物
在一例31岁NF-1患者的临床影像验证中，FAP靶向PET/CT显示出优于[1?F]FDG-PET/CT的诊断特异性。患者左前臂快速增大的肿块在FAP-PET和FDG-PET上均显示高摄取，经病理证实为MPNST。然而，另一处位于左前臂正中神经附近、FDG高摄取的病变，在FAP-PET上却无显著摄取，病理证实为良性神经纤维瘤。此外，一些FDG高摄取的腋窝淋巴结因继发于溃疡性肉瘤的感染而呈反应性增生，但这些淋巴结在FAP-PET上为阴性。该病例表明，FAP靶向成像能够更特异地区分NF-1患者的恶性与良性病变，减少FDG-PET可能导致的假阳性。
研究结论与意义
本研究通过整合多组学数据、蛋白水平验证和临床分子成像，系统证实了FAP是区分MPNST与良性神经纤维瘤的可靠生物标志物。其重要意义在于：
- 1.
诊断价值：FAP在MPNST中特异性高表达，且其靶向PET成像（FAP-PET/CT）相较于常规FDG-PET/CT可能具有更高的特异性，有助于NF-1患者恶性转化的早期、无创诊断，减少不必要的活检。
- 2.
生物学洞察：FAP表达富集于侵袭性更强的神经嵴样MPNST亚群（MPNST-G1），并与去分化状态相关，这为理解MPNST的异质性和恶性进展提供了新的生物学视角。
- 3.
治疗靶点潜力：FAP在MPNST肿瘤细胞上的表达为其作为治疗靶点提供了直接依据。鉴于FAP靶向放射配体疗法在其他实体瘤（如孤立性纤维瘤）中已显示出前景，该研究为开发针对MPNST的FAP导向的诊疗一体化（Theranostics）策略奠定了坚实基础，特别是对于缺乏有效治疗手段的晚期患者。
- 4.
综合研究方法：本研究采用的从大数据挖掘到临床验证的多模态转化研究范式，为未来探索其他难治性肿瘤的生物标志物提供了可借鉴的模板。
总之，这项研究首次在多模态水平上全面阐述了FAP在NF-1相关外周神经鞘瘤恶性转化中的关键作用，不仅提出了新的诊断工具，也开辟了潜在的治疗新途径，对改善NF-1患者的临床管理具有重要意义。
