急性白血病是儿童时期最常见的肿瘤，随着危险度分层治疗的不断完善，其完全缓解率有了明显提高。然而中枢神经系统白血病(CNSL)仍是白血病死亡和复发的主要原因之一。现就儿童CNSL的发病机制、诊断及治疗的研究进展进行综述，进一步提高临床医师对该病的认识。
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中枢神经系统白血病(CNSL)是由白血病细胞浸润脑膜、脑神经、脑组织及脊髓所致的髓外白血病，常见于急性白血病患者，尤其是急性淋巴细胞白血病(ALL)[1]。在初诊白血病中很少出现中枢神经系统(CNS)受累，尤其是目前儿童白血病采用了危险度分层治疗，强化疗方案及预防性鞘内注射有效地降低了CNSL的发生，提高了患儿生存率。但仍有3%~5%的初诊患者及30%~40%的复发患者会出现CNS受累[2]，伴CNS受累的白血病预后差，是导致白血病患儿死亡的主要原因之一。充分诊断和治疗CNSL是目前临床上面临的主要挑战，现就儿童ALL相关CNSL发病机制的最新进展进行综述，并讨论目前CNSL诊断方法和治疗方法的不足之处。
白血病细胞穿透血脑屏障(BBB)是CNSL发展的第1步，也是最关键的一步。白血病细胞浸润CNS的确切途径尚不清楚，目前认为血源性播散是最可能的机制[3,4]。白血病细胞通过血液循环移动(循环肿瘤细胞)并黏附于BBB，从骨髓向脑内迁移。一旦黏附，白血病细胞释放活性细胞因子、趋化因子及其他生物分子来破坏细胞外基质和紧密连接，从而跨越BBB[5]。因此，细胞因子和趋化因子可能是白血病细胞进入CNS的关键因素，现将目前发现的几种细胞因子及趋化因子列举如下。
CCL2又称单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)，是一种由成纤维细胞、内皮/上皮细胞和单核细胞分泌的趋化因子，在白细胞的稳态迁移、炎症状态及肿瘤的发生和发展中起重要作用。Tan等[6]证明CCL2可直接作用于血管内皮细胞，参与血管生成，并与血液系统肿瘤的浸润转移密切相关。Si等[7]发现CNSL患者血清和脑脊液(CSF)CCL2水平高于非CNSL患者，同时，董航等[8]也发现CNSL患者CSF及骨髓中CCL2的表达明显升高。研究发现，CCL2可能通过p38丝裂原活化蛋白激酶通路导致紧密连接(TJ)蛋白的重新分布和肌动蛋白细胞骨架的重组，进而导致BBB的分解和破坏[9]。故目前认为CCL2可能是导致CNSL发生的一个重要因子。
VCAM-1是一种细胞因子的诱导分子，能促进白细胞的黏附和渗出，因此在肿瘤生长和血管生成中具有重要作用[10]。VCAM-1的表达与多种癌细胞的转移密切相关，如肺癌、结肠癌淋巴结转移患者体内VCAM-1表达均明显上调[11]。董航等[8]发现CNSL患者脑脊液及骨髓中VCAM-1的表达明显升高。此外研究发现，VCAM-1还可协助其他细胞因子将T淋巴细胞转运至BBB内皮细胞内[12]。但也有研究表明，CNSL患者血清中VCAM-1水平明显高于对照组，而CSF中VCAM-1水平无明显差异[13]。Si等[5]也发现VCAM在白血病CNS转移中未产生作用。故VCAM-1在CNSL的发病中的作用仍需进一步研究。
MMP-9是一种细胞因子诱导酶，参与多种肿瘤的侵袭、转移和血管生成。Mikhael等[13]发现CNSL患者血清和CSF中MMP-9水平明显高于对照组，同样，Schneider等[14]采用酶联免疫吸附测定法分析白血病细胞培养上清液中分泌的MMPs水平，发现有CNS浸润的患者，其胞质内MMP-9水平明显升高；同时通过受试者工作特征曲线和Kaplan-Meier曲线分析显示，高水平MMP-9与较低的总生存率相关。此外，Si等[7]发现CNSL组CSF中MMP-9水平往往高于非CNSL组或对照组。白血病细胞分泌的MMP-9通过降解TJ蛋白ZO-1、密封蛋白-5和咬合蛋白而造成BBB破坏，进而有助于白血病细胞入侵CNS[5,15]。
国内诊断标准[18]：(1)存在CNS症状和体征(如颅高压的表现)。(2)存在CSF的改变：①压力增高(>200 mmH2O或滴速>60滴/min)(1 mmH2O＝0.0 098 kPa)；②白细胞数增多(>0.01×109/L)；③涂片见到白血病细胞；④CSF蛋白升高(>450 mg/L)，或潘氏实验阳性。国外诊断标准：(1)CSF中白细胞数目>5个/μL(离心标本中发现幼稚白细胞)；(2)存在颅神经麻痹的表现。如果患者外周血中有白血病细胞，且腰椎穿刺术伴创伤，CSF中幼稚细胞数≥5个/μL，则诊断标准需满足Steinherz/Bleyer公式[19]：CSF白细胞/CSF红细胞>2(外周血白细胞/外周血红细胞)。
无论国内还是国外诊断标准，CSF的常规细胞学(CC)检查仍然是诊断CNS受累的金标准。CC特异性约为95%，但其敏感性相对较低(<50%)，导致经常出现假阴性结果。低敏感性的原因是由于CSF细胞的特异性较差，仅从形态学角度很难区分良性与恶性细胞[16]。并且多数CNS复发发生在最初诊断为CNS阴性的患者中，这表明迫切需要更精确的诊断方法。目前建议对CSF行流式细胞分析，流式细胞术(FCM)免疫分型是血液系统疾病诊断和分期的重要参考，FCM即使在细胞密度非常低的情况下也可在CSF标本中检测到血液病，目前的流式细胞仪分析可检测到至少0.01%的表型异常细胞，因此对于CNSL的检测，FCM分析较CC具有更高的灵敏度[20]。最近一项美国临床医师指南中建议，在诊断时就应进行CSF的FCM分析检查[21]。虽然FCM更灵敏，但仍受到抗体数量低的限制。此外，李明等[22]发现FLT3基因在CSF中的表达提示患者已发生或将发生CNSL，提示使用聚合酶链反应(PCR)技术动态监测急性白血病患者CSF中FLT3基因表达，可作为诊断和监测CNSL的指标之一。但上述方法无法像骨髓中微小残留病(MRD)一样准确地监测和预测CNSL的发生[23]。此外CSF蛋白质组学、免疫球蛋白基因重排分析以及前文中提及的细胞因子和趋化因子也可用于CNSL的诊断和监测，但仍需进一步研究CNSL的发病机制，找到关键因素，指导下一步诊断。
由于BBB的存在，使得部分化疗药物难以进入CNS，使其成为了白血病细胞的庇护所，也阻碍了CNSL的治疗，影响患儿预后。CNSL的预防及治疗措施包括：鞘内注射、颅脑放疗、异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)及嵌合抗原受体T(CAR-T)细胞免疫治疗。
在诱导化疗的第1天开始三联鞘内注射是目前最常用的预防CNSL的方法，常用药物为甲氨蝶呤(MTX)、阿糖胞苷(Ara-C)和地塞米松。药物直接注射到CSF中，具有最大的CNS药物浓度和较低的全身药物毒性。预防性鞘内注射有效减低了CNSL的发生，但也存在一定问题：(1)作为一种侵入性治疗，鞘内注射可能会将外周血中的白血病细胞带入CNS，人为地造成CNSL。但也有文章指出，创伤性腰椎穿刺并不会增加CNSL发生的风险，也不会降低患儿的生存率[24]；(2)鞘内注射的不良反应包括：黏膜炎、癫痫发作及白质脑病，尤其是深部白质区[25]；(3)对于复发的CNSL，一般采用全身化疗联合鞘内注射，但鞘内注射对脑实质的穿透性较差，一般只能穿透1~2 mm组织，对于存在深层脑组织白细胞浸润的CNSL疗效不佳。并且由于CSF自身循环模式所限，腰椎底部穿刺注射的药物很难到达颅底[19]；(4)鞘内注射化疗只能涉及有限的药物，化疗耐药复发的风险很高。
颅脑放疗可能会导致神经认知障碍、内分泌异常和脑坏死[26]。研究发现，接受化疗联合颅脑放疗的长期幸存者额叶、颞叶和枕叶皮质的表面积较小；同时颅脑放疗会增加第二肿瘤的风险，最常见的为星形细胞瘤，其次为原始神经外胚层肿瘤、脑膜瘤、脑干胶质瘤和室管膜瘤[27]。因此在儿童CNSL的预防治疗中，颅脑放疗已被鞘内注射所取代，多次鞘内注射替代颅脑放疗不会影响患者无事件生存率或总体生存(OS)率[28]。对于化疗耐药的CNSL仍可尝试进行放疗，目前儿童推荐的剂量为12~18 Gy。放疗的细胞毒作用迅速，可迅速解除敏感脑神经的压力，从而保护神经功能。对于鞘内注射无法达到的颅底部白血病具有较好的疗效，此外还可降低复发风险[29]。同时有文献强烈建议对于高危ALL患者在行造血干细胞移植(HSCT)前行CNS放疗[30]。
allo-HSCT是目前治疗CNSL较有效的方案，Aldoss等[31]报道87例CNSL患者在行allo-HSCT后，2年OS率为44%。费新红等[32]报道48例CNSL患者在行allo-HSCT后，中位随访时间为14(2~69)个月，28例(58.3%)患者存活，10例复发，其中CNSL复发3例。证实allo-HSCT治疗CNSL是安全有效的。但allo-HSCT也有不足：(1)可能继发巨细胞病毒(CMV)血症、EB病毒(EBV)血症和出血性膀胱炎、急性移植物抗宿主病(GVHD)、慢性GVHD，合并CNS的GVHD可表现为意识受损和精神运动异常[32]；(2)仍有3%的患者会出现CNS复发，尤其是费城染色体阳性(Ph+)白血病及移植前已存在CNSL受累的患者。HSCT后CNSL复发的中位时间不到1年，而移植2年后再次复发的风险则逐渐减低[33]。但移植前放疗和移植后预防性鞘内注射对移植后CNSL复发无影响[31]。也有研究发现，移植前行脑脊髓放疗是有效的，可提高患者的5年OS率，且耐受良好[34]。
CAR-T细胞疗法对儿童难治性和复发性ALL有很好的疗效[35]。既往认为，由于BBB的存在，会限制血液中T淋巴细胞向脑内的扩散。但Lee等[36]发现，CNSL患者经CAR-T细胞治疗后，CNSL消失，CNS症状好转。晋梦莹等[37]也报道了2例CNSL患者在行CD19 CAR-T细胞治疗后，患者CNS症状缓解，影像学异常消失。目前关于CAR-T细胞治疗CNSL的报道较少见，但均出现了不同程度的全身炎症反应，包括发热等，部分患者治疗后出现头痛、呕吐、肢体麻痹、视力下降等CNS异常表现[38]。但由于报道病例数较少，对其疗效和安全性仍未知，如何提高CAR-T细胞治疗的有效性和安全性是目前临床上急需解决的问题。当前已有多项多中心临床试验正在开展，如NCT04158011、NCT03064269。目前，CAR-T细胞治疗都为全身用药，不良反应较大，能否行CAR-T细胞鞘内注射减少全身不良反应是新的研究热点。Yanagisawa等[39]发现鞘内注射供体淋巴细胞输注可用于治疗CNSL，且无严重不良反应，为鞘内注射CAR-T细胞治疗CNSL提供了基础。Tanaka等[40]采用腹腔内注射白细胞的方法建立了CNSL小鼠模型。然后直接通过鞘内注射piggyBac CD19 CAR-T细胞，观察到小鼠CNSL均得到缓解(CNS肿瘤负荷减低)，且未出现致命的不良反应。这证明，将CAR-T细胞直接注入CNS是一种潜在可行的治疗方法。
CNSL治疗困难，预后不佳，影响ALL患者的整体生存情况。早期发现和治疗对提高ALL相关CNSL的预后有重要意义，因此将CC检查、FCM及其他生物标志检测联合应用于CNSL的早期诊断是十分必要的。目前，单一的治疗方案都存在一定的优缺点，对于存在CNSL复发的患者，鞘内注射联合全身化疗和/或脑脊髓放疗，并在缓解后行allo-HSCT是临床上较有效的治疗方案。但随着新的靶向药物的研发及使用以及CAR-T细胞治疗方案的不断完善，CNSL的预后将会有新的提升。
所有作者均声明不存在利益冲突
