彌漫性膠質(zhì)瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system, CNS)最常見(jiàn)惡性原發(fā)性腫瘤,占所有 CNS 原發(fā)腫瘤的 30%,占所有 CNS原發(fā)惡性腫瘤的 80%。膠質(zhì)母細(xì)胞瘤是彌漫性膠質(zhì)瘤中惡性程度最高的腫瘤,約占所有彌漫性膠質(zhì)瘤的 60%,其中位總體生存期為 14~16 個(gè)月。
膠質(zhì)母細(xì)胞瘤表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的占位性腫瘤,最常見(jiàn)于幕上區(qū)域
與其它腫瘤相比,膠質(zhì)瘤具有獨(dú)特的遺傳變異、表觀遺傳變化、生物學(xué)特征和免疫微環(huán)境,使得它們對(duì)傳統(tǒng)和新涌現(xiàn)的免疫療法均出現(xiàn)了抵抗性,因此在過(guò)去的近 20年里,膠質(zhì)瘤的預(yù)后改善非常有限。
個(gè)體化醫(yī)學(xué)旨在為個(gè)體患者量身定制治療方案,以最大限度地提高療效:許多基因組變異已被確定為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的潛在靶點(diǎn)
近年來(lái),膠質(zhì)瘤分子病理學(xué)的快速發(fā)展,使得可依據(jù)不同類別膠質(zhì)瘤的分子遺傳學(xué)、生物學(xué)及臨床特征實(shí)施不同的治療方案和開(kāi)展各項(xiàng)臨床試驗(yàn)逐步成為現(xiàn)實(shí)。2016年出版的世界衛(wèi)生組織(WHO)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類指南(《WHO CNS 2016 指南》)依據(jù)異檸檬酸脫氫酶(IDH)突變狀態(tài)、1p/19q 的共缺失狀態(tài)及 H3 K27M 突變等分子引入膠質(zhì)瘤的分類依據(jù),膠質(zhì)瘤的分子病理學(xué)進(jìn)入了快速發(fā)展階段,也為改善膠質(zhì)瘤的臨床預(yù)后帶來(lái)了新的希望。
分子病理學(xué)重新定義膠質(zhì)瘤分類與分級(jí)
根據(jù)分子特征的相似性,《WHO CNS 2021指南》將彌漫性膠質(zhì)瘤分為 3 個(gè)不同的家族:成人型彌漫性膠質(zhì)瘤、兒童型彌漫性低級(jí)別膠質(zhì)瘤和兒童型彌漫性高級(jí)別膠質(zhì)瘤。
在成人型彌漫性膠質(zhì)瘤中,所有攜帶 IDH 突變和 1p/19q 非雜合性共缺失的膠質(zhì)瘤都被視為單一類型腫瘤,即星形細(xì)胞瘤,IDH 突變型。根據(jù)組織學(xué)和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶抑制因子2A/B(CDKN2A/B)純合性缺失狀態(tài),這類腫瘤可以進(jìn)一步分為WHO2、3 和 4 級(jí),這種分級(jí)方式目前也被各個(gè)臨床治療指南采用。
對(duì)于 IDH 野生型的膠質(zhì)瘤,除了考慮其組織學(xué)特征外,一些重要的分子標(biāo)記物如表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)基因擴(kuò)增、端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(TERT)啟動(dòng)子突變以及整條染色體 7 的擴(kuò)增和整條染色體 10 的缺失(C7+/C10-)與其診斷密切相關(guān)。一般情況下,發(fā)生在成年人的 IDH 野生型彌漫性星形細(xì)胞瘤,如果存在微血管增生和(或)壞死,并且具備以下 3 個(gè)遺傳特征之一(TERT 啟動(dòng)子突變、EGFR基因擴(kuò)增、C7+/C10-),應(yīng)被診斷為 IDH 野生型的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。其余的 IDH 野生型膠質(zhì)瘤則需要根據(jù)兒童型彌漫性低級(jí)別膠質(zhì)瘤或兒童型彌漫性高級(jí)別膠質(zhì)瘤的組織和分子特征進(jìn)行最終的整合診斷。
兒童型彌漫性低級(jí)別膠質(zhì)瘤通常具有絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路的遺傳變異特征,例如BRAF p.V600E 突變、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(FGFR)1 改變、MYB 或 MYBL1 重排,或其他 MAPK 途徑的改變。根據(jù)這些特征,它們被分類為以下 4 種類型:彌漫性星形膠質(zhì)瘤,MYB-或 MYBL1-改變;血管中心性膠質(zhì)瘤;青壯年多形性低級(jí)別神經(jīng)上皮腫瘤;彌漫性低級(jí)別膠質(zhì)瘤,MAPK 途徑的其他變異。此外,DNA 甲基化譜的變化對(duì)于這些腫瘤的診斷也具有重要參考意義。
兒童型彌漫性高級(jí)別膠質(zhì)瘤包括以下 4 種類型:H3 K27 改變的彌漫性中線膠質(zhì)瘤、H3G34突變的彌漫性半球膠質(zhì)瘤、H3 野生型和 IDH 野生型的彌漫性兒童型高級(jí)別膠質(zhì)瘤,以及嬰兒型半球膠質(zhì)瘤。
H3 K27 改變的彌漫性中線膠質(zhì)瘤涉及丘腦、腦干和脊髓,通常發(fā)生于兒童中,成年人中較為罕見(jiàn);該類型膠質(zhì)瘤的特征是在H3F3A 或 HIST1H3B/C 基因中的 K27M 突變以及其他變化,如 EZHIP 蛋白或 EGFR 突變的過(guò)度表達(dá)。研究表明,攜帶 H3 K27 改變的成年中線膠質(zhì)瘤具有與兒童患者不同的分子特征,包括有更高的比例發(fā)生于丘腦或脊髓,并且存活時(shí)間更長(zhǎng)。近期的研究表明,攜帶 MAPK 通路變異的 H3 K27 改變的彌漫性中線膠質(zhì)瘤可能屬于一種新的亞型,但對(duì)于其預(yù)后是否優(yōu)于不攜帶 MAPK 通路變異的 H3 K27 改變的彌漫性中線膠質(zhì)瘤的問(wèn)題在不同研究中存在爭(zhēng)議。
該類型膠質(zhì)瘤內(nèi)部具有高度異質(zhì)性,可以根據(jù)血小板衍生生長(zhǎng)因子受體(PDGFRA)、表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)、MYCN 等關(guān)鍵基因的拷貝數(shù)變化,或者根據(jù) DNA 甲基化譜將其進(jìn)一步分為具有不同預(yù)后的受體酪氨酸激酶(RTK)1、RTK2 和 MYCN 三個(gè)亞型,其中 MYCN 亞型的預(yù)后最差,而 RTK1 亞型的預(yù)后相對(duì)較好。
嬰兒型半球膠質(zhì)瘤是一種發(fā)生于新生兒(通常<4 歲)中的新型高級(jí)別膠質(zhì)瘤,其特征是 ALK、ROS1、NTRK1/2/3 或 MET 基因的融合。
膠質(zhì)瘤分子標(biāo)記及其臨床意義
部分分子病理檢測(cè)意義
IDH1/2突變:IDH1/2基因編碼的蛋白質(zhì)參與細(xì)胞內(nèi)的氧化還原反應(yīng)。IDH1/2突變會(huì)導(dǎo)致代謝產(chǎn)物2-羥基戊二酸(2-HG)的積累,進(jìn)而影響細(xì)胞的表觀遺傳學(xué)狀態(tài)和基因表達(dá)調(diào)控。IDH1/2突變通常發(fā)生在低級(jí)別膠質(zhì)瘤(LGG)和繼發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(sGBM)中,而在原發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(pGBM)中較為罕見(jiàn)。IDH1/2突變狀態(tài)是判斷膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的重要指標(biāo),IDH1/2突變型患者通常預(yù)后較好。
MGMT啟動(dòng)子甲基化:MGMT基因編碼的O6-甲基鳥(niǎo)嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(MGMT)參與DNA修復(fù)過(guò)程,特別是修復(fù)由烷化劑引起的DNA損傷。MGMT啟動(dòng)子甲基化可以導(dǎo)致基因沉默,從而降低MGMT蛋白的表達(dá)。在高級(jí)別膠質(zhì)瘤(HGG)中,MGMT啟動(dòng)子甲基化與較好的化療和放療反應(yīng)相關(guān),患者生存期較長(zhǎng)。因此,MGMT啟動(dòng)子甲基化狀態(tài)可以作為預(yù)測(cè)膠質(zhì)瘤患者對(duì)化療和放療敏感性的重要指標(biāo)。
MGMT啟動(dòng)子和基因表達(dá)的沉默作為膠質(zhì)母細(xì)胞瘤多形性抑制MGMT修復(fù)的治療方法
1p/19q聯(lián)合性缺失:1p/19q聯(lián)合性缺失是少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的特征性分子標(biāo)記物,發(fā)生率為80%-90%。這種缺失與較好的總生存期和無(wú)進(jìn)展生存期相關(guān)。1p/19q聯(lián)合性缺失的檢測(cè)對(duì)于少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤的診斷和鑒別診斷具有重要意義,同時(shí)也可以為患者的治療策略提供參考。
TERT基因啟動(dòng)子突變:TERT基因啟動(dòng)子突變(C228T和C250T)常見(jiàn)于原發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤。這種突變能夠保持端粒的完整性,從而維持腫瘤細(xì)胞的無(wú)限增殖能力。TERT基因啟動(dòng)子突變與IDH、1p/19q等其他分子病理標(biāo)志物聯(lián)合使用,可用于膠質(zhì)瘤的分子分型和預(yù)后判斷。
BRAF基因融合和突變:BRAF基因的融合和突變主要發(fā)生在低級(jí)別膠質(zhì)瘤中。BRAF V600E突變是最常見(jiàn)的突變類型,通過(guò)激活MAPK信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和存活。BRAF基因的異常改變可以作為低級(jí)別膠質(zhì)瘤的診斷標(biāo)志物,并且針對(duì)BRAF V600E突變的抑制劑(如維莫非尼)已經(jīng)在臨床試驗(yàn)中顯示出一定的療效。
EGFR擴(kuò)增和突變:EGFR基因的擴(kuò)增和突變?cè)谀z質(zhì)母細(xì)胞瘤中較為常見(jiàn),發(fā)生率分別為50%-60%和25%左右。EGFR的過(guò)表達(dá)和異常激活會(huì)導(dǎo)致下游細(xì)胞增殖通路(如PI3K和MAPK)的過(guò)度激活,與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和不良預(yù)后密切相關(guān)。針對(duì)EGFR及其下游信號(hào)通路的靶向治療策略已經(jīng)在多項(xiàng)臨床試驗(yàn)中進(jìn)行了探索。
H3-K27M突變:H3-K27M突變主要發(fā)生在兒童和年輕成人的中線部位膠質(zhì)瘤(如彌漫性中線膠質(zhì)瘤)中。這種突變與IDH、1p/19q等其他分子標(biāo)記物互斥存在,預(yù)示著患者的預(yù)后不佳。H3-K27M突變的發(fā)現(xiàn)促使了新的病理亞型(彌漫中線膠質(zhì)瘤H3K27M突變型)的定義,有助于提高診斷準(zhǔn)確性和指導(dǎo)治療策略。
膠質(zhì)瘤藥物及其試驗(yàn)靶點(diǎn)的機(jī)制途徑
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