|
重視分子遺傳學(xué)特征在彌漫性膠質(zhì)瘤分型和分級的意義1廣東三九腦科醫(yī)院病理科，廣州510510；2廣東省人民醫(yī)院病理科，廣州510080李智，Email:lizhi20203939@163.com李海南，Email：lihainan999brain@163.com
第5版中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）腫瘤將彌漫性膠質(zhì)瘤分為“成人型”和“兒童型”，是指這些腫瘤主要地發(fā)生在成人或兒童，但并非只發(fā)生于成人或兒童，其分類的標(biāo)準(zhǔn)并非年齡，而是通過整合臨床、組織學(xué)特征和分子遺傳學(xué)特加以區(qū)分。盡管有些腫瘤的組織學(xué)形態(tài)相似，但由于不同的分子特征而分別歸類于成人或兒童腫瘤，其生物學(xué)行為和預(yù)后也有所差異。兒童型腫瘤并非成人腫瘤的“縮小版”。兒童型彌漫性膠質(zhì)瘤分為低級別和高級別膠質(zhì)瘤，各有4個組織學(xué)類型，從分型的種類而言較為復(fù)雜，其實是強調(diào)了兒童型腫瘤與成人型腫瘤的區(qū)別，應(yīng)注意不使用成人型腫瘤的診斷術(shù)語和分子遺傳學(xué)特征去診斷兒童病例，也不應(yīng)采用成人型腫瘤的分子特征去評估兒童型腫瘤的預(yù)后。 一、兒童型彌漫性低級別膠質(zhì)瘤 兒童型彌漫性低級別膠質(zhì)瘤中的彌漫性星形細(xì)胞瘤，MYB或MYBL1變異型與血管中心性膠質(zhì)瘤均為MYB基因相關(guān)性腫瘤。由于這一類腫瘤的組織學(xué)形態(tài)與成人型低級別星形或少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤較為相似，不檢測其基因變異容易誤診為CNS WHO 2級的成人型腫瘤，因此整合診斷是必須采用的診斷策略。MYB是含MYB/SANT結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)錄因子家族的基因，MYBL1基因的作用與之類似。MYB 或 MYBL1變異形式包括基因拷貝數(shù)變異（缺失或擴增）和基因融合，MYB伴侶基因有QKI、ESR1、MMP16、MAML2、PCDHGA1等，MYBL1伴侶基因有RAD51B、MAML2、ZFHX4、TOX等。在彌漫性星形細(xì)胞瘤，MYB或MYBL1變異型中最多見的融合伴侶基因是PCDHGA1, MMP16和MAML2，但少數(shù)可與QKI基因融合。血管中心型膠質(zhì)瘤最多見的是MYB-QKI基因融合，少數(shù)伴有其它基因融合或擴增。若出現(xiàn)MYB-QKI基因融合時，這兩種病變有組織學(xué)形態(tài)的重疊，均表現(xiàn)為血管周圍放射狀排列方式，且在DNA甲基化分析時顯示MYB/MYBL1基因變異腫瘤有相同或接近的甲基化聚類表現(xiàn)【45-46】。青年人多形性低級別神經(jīng)上皮腫瘤因具有獨特的全基因組DNA甲基化聚類特征，從組織學(xué)容易誤診的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞膠質(zhì)瘤和少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤中分離出來作為一個獨立的腫瘤實體【47】。組織學(xué)表現(xiàn)為彌漫性生長模式，存在不同程度的少突膠質(zhì)細(xì)胞樣腫瘤細(xì)胞，免疫組化表型為CD34彌漫陽性，同時伴有BRAFV600E突變或FGFR2/3融合（圖1）。這種腫瘤的發(fā)生與絲裂原激活蛋白激酶（MAPK）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路異常激活有關(guān)，常見基因變異是BRAF V600E基因突變或FGFR2、3基因融合，融合伴侶基因有FGFR2-KIAA1598、FGFR2-CTNNA3和FGFR3-TACC3【48-49】。需要注意的有2點：（1）BRAF V600E基因突變和FGFR2/FGFR3基因融合幾乎總是互斥的，目前尚沒有同時變異的病例；（2）FGFGR3-TACC3基因融合也可發(fā)生在成人型IDH野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中【50】，由于青年人多形性低級別神經(jīng)上皮腫瘤可以出現(xiàn)瘤細(xì)胞的多形性，可有多核和怪異核的出現(xiàn)，故發(fā)生該基因融合時容易誤診。因此不能單憑此基因融合診斷為成人型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，除了Ki-67指數(shù)較高、核分裂像多見和壞死等組織學(xué)特征外，成人型IDH野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤當(dāng)具有FGFGR3-TACC3基因融合時常伴有CDK4和MDM2等基因的擴增【51】，這是青年人多形性低級別神經(jīng)上皮腫瘤所不具備的分子特征，可以用以鑒別診斷。文獻(xiàn)中報道的一例具有“FGFR3-TACC3基因融合”的青年人多形性低級別神經(jīng)上皮腫瘤最后出現(xiàn)“膠質(zhì)母細(xì)胞瘤樣”的病程進(jìn)展，預(yù)后較差【52】，尚需要更多病例明確該基因融合是否為獨立的預(yù)后因素。
彌漫性低級別膠質(zhì)瘤，MAPK通路變異型是較為少見的病變，其形態(tài)學(xué)也具有彌漫性和浸潤性生長方式，與成人型少突膠質(zhì)細(xì)胞質(zhì)或星形細(xì)胞瘤有相似之處，免疫組化表現(xiàn)明顯的膠質(zhì)分化，無IDH基因突變，MAPK通路基因的變異，沒有分子檢測兩者不能區(qū)分（圖2），目前尚未有明確的CNS WHO分級。該腫瘤的發(fā)生也與MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活相關(guān)，主要的基因變異為FGFR1酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域（TKD）重復(fù)、FGFR1基因突變、FGFR1基因融合，以及BRAF V600E基因突變 、BRAF 融合、BRAF插入突變等【46, 53】。診斷時應(yīng)注意的問題：（1）具有FGFR1 TKD重復(fù)或FGFR1基因突變的腫瘤形態(tài)學(xué)與成人型少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤、菊形團(tuán)形成的膠質(zhì)神經(jīng)元腫瘤（RGNT）和胚胎發(fā)育不良性神經(jīng)上皮腫瘤（DNT）相似，均有豐富的“少突樣”細(xì)胞，而且DNT和RGNT也具有FGFR1 TKD重復(fù)、FGFR1基因突變、FGFR1-TACC1基因融合或BRAF V600E基因突變等MAPK通路基因變異，兩者的組織學(xué)和分子特征重疊性很高【46, 53】。必須結(jié)合腫瘤發(fā)生的年齡、部位、長期癲癇史等臨床和影像學(xué)等表現(xiàn)綜合分析加以鑒別（圖3）。（2）具有BRAF V600E基因突變的腫瘤與毛細(xì)胞性星形細(xì)胞瘤、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞膠質(zhì)瘤和多形性黃色星形細(xì)胞瘤形態(tài)相似，且均有BRAF基因變異，需要通過有無Rosenthal纖維、CD34是否陽性以及有無CDKN2A/B基因變異進(jìn)行鑒別。
應(yīng)認(rèn)識到具有MAPK通路變異特征的低級別膠質(zhì)瘤是一組異質(zhì)性較大的病變，其腫瘤類型和分子變異并非一一對應(yīng)，通過全基因組DNA甲基化分析也并非單一聚類特征，而是與其它類型的腫瘤有交叉和重疊【46, 54】。因此，在診斷時也不能單獨依據(jù)分子特征進(jìn)行診斷，還是通過整合診斷綜合分析，在臨床實踐中有時的確分型困難。當(dāng)不易明確具體分型時需要掌握的診斷原則是：（1）不要將兒童型低級別彌漫性膠質(zhì)瘤診斷為成人型彌漫性膠質(zhì)瘤，特別是低級別IDH突變型星形細(xì)胞瘤或少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤。因為兒童型低級別彌漫性膠質(zhì)瘤在組織學(xué)形態(tài)方面具有星形或少突膠質(zhì)細(xì)胞的特點，在生長方式上又具有浸潤性生長方式，故有時難以區(qū)分。盡管有浸潤性生長方式，兒童型低級別彌漫性膠質(zhì)瘤很少進(jìn)展，預(yù)后較成人型低級別膠質(zhì)瘤好【53】。（2）當(dāng)腫瘤出現(xiàn)高風(fēng)險的基因變異時，不宜診斷為兒童型低級別彌漫性膠質(zhì)瘤。低風(fēng)險基因變異包括MYB或MYBL1基因變異、FGFR2基因融合、NF1基因突變、BRAF基因融合、FGFR1-TACC1基因融合、FGFR TKD重復(fù)；中風(fēng)險基因變異包括BRAF V600E突變、FGFR1單核苷酸變異（SNV）、MET單核苷酸變異（SNV）、IDH基因突變；高風(fēng)險基因變異包括伴有CDKN2A/B純合性缺失的BRAF V600E突變和H3.3基因突變等【53】。與SNV驅(qū)動的腫瘤相比，融合基因驅(qū)動的腫瘤具有更年輕、CNS WHO 1級組織學(xué)特征更明確和很少出現(xiàn)進(jìn)展及死亡率更低的特征。 二、兒童型彌漫性高級別膠質(zhì)瘤 彌漫性中線膠質(zhì)瘤，H3 K27 變異型有4個分子亞型，分別是H3.3 K27突變型、H3.1或3.2 K27突變型、H3野生伴EZHIP過表達(dá)型和EGFR突變型，這4個亞型缺乏組織學(xué)的差異，均可表現(xiàn)為高級別或低級別的形態(tài)特征，但均為CNS WHO 4級。所有亞型都出現(xiàn)H3K27me3廣泛表達(dá)缺失，其原因是H3K27M突變（少數(shù)為H3K27I突變）后與甲基化轉(zhuǎn)移酶EZH2相互作用抑制多梳抑制復(fù)合物2（PRC2）的活性導(dǎo)致H3K27me3表達(dá)量顯著降低【55】。H3 K27突變型絕大部分病例為H3K27M突變，少數(shù)為H3K27I突變，部分病例可出現(xiàn)IDH1/2基因突變或H3G34V/R基因突變，BRAF V600E基因突變、PDGFRA基因擴增、ACVR1基因突變、以及CDKN2A/B純合性缺失和TERT啟動子基因突變，若腫瘤發(fā)生部位和組織學(xué)形態(tài)符合彌漫性中線腫瘤的定義時【3】，應(yīng)診斷為“彌漫性中線膠質(zhì)瘤，H3 K27 變異型”。應(yīng)注意的是，部分非中線部位或非彌漫性膠質(zhì)瘤類型，如部分毛細(xì)胞性星形細(xì)胞瘤、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞膠質(zhì)瘤或室管膜下瘤等可檢測到H3K27M基因突變【56-57】，此時不應(yīng)診斷為彌漫性中線膠質(zhì)瘤，盡管在這種情況下病變的預(yù)后可能不佳。正如前文所述，個別非中線部位的H3K27M突變者【43-44, 58】，可診斷為“伴有H3K27M突變的彌漫性膠質(zhì)瘤，NEC”，根據(jù)組織學(xué)特征分級為CNS WHO2-4級，需要臨床密切隨訪明確其預(yù)后特征。H3.1或3.2 K27突變型的發(fā)生率較H3.3 K27突變型低，發(fā)病人群更年輕（中位年齡5歲）且預(yù)后較H3.3 K27突變型稍好（中位生存期16M），可同時伴有PI3K或MAPK通路相關(guān)基因變異【59】。EGFR突變型彌漫中線膠質(zhì)瘤中的EGFR基因異常在大多數(shù)病例為編碼細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶結(jié)構(gòu)域（TKD）的20外顯子出現(xiàn)小的框內(nèi)插入/復(fù)制，其他類型包括錯義突變或極少數(shù)的基因擴增【60-61】。也可同時伴有TP53、PPM1D、ATM等基因變異。該亞型通常發(fā)生于兒童（7-8歲）的雙側(cè)丘腦，組織學(xué)表現(xiàn)為高級別，GFAP彌漫陽性但常缺乏Olig-2和SOX-10的表達(dá)。H3野生伴EZHIP過表達(dá)型最少見，缺乏H3K27M免疫組化表達(dá)，但表現(xiàn)為H3K27me3表達(dá)缺失和EZHIP蛋白過表達(dá)。在診斷時應(yīng)注意，并非所有H3K27me3表達(dá)缺失均為彌漫中線膠質(zhì)瘤，部分高級別惡性外周神經(jīng)鞘膜腫瘤和PFA型后顱窩室管膜瘤也會失表達(dá)H3K27me3，因此，采用免疫組化聯(lián)合檢測H3K27M、H3K27me3和EZHIP對中線部位膠質(zhì)瘤的鑒別診斷十分重要。彌漫性大腦半球膠質(zhì)瘤，H3 G34突變型通常發(fā)生于兒童和青年人，發(fā)病機制與H3.3發(fā)生錯義突變相關(guān)，第34位甘氨酸被精氨酸（G34R，>94%）或纈氨酸（G34V，<6%）取代【62】。這個基因變異較為特異，只見于該腫瘤類型，同時可伴有TP53、ATRX、PDGFRA、CCND2和CDK6等基因變異，部分變異與預(yù)后不良相關(guān)【63】，但與IDH基因突變互斥。組織學(xué)形態(tài)表現(xiàn)為高級別膠質(zhì)母細(xì)胞瘤樣多形性細(xì)胞或中樞神經(jīng)系統(tǒng)胚胎性腫瘤樣的小藍(lán)圓細(xì)胞，不論有無微血管增生和（或）壞死，只要腫瘤細(xì)胞表達(dá)G34R或G34V，均診斷為該類型。在診斷時應(yīng)注意一些線索，如腫瘤TP53高表達(dá)、Olig-2和ATRX表達(dá)缺失、MGMT甲基化，應(yīng)考慮診斷該類型。彌漫性兒童型高級別膠質(zhì)瘤，H3野生和IDH野生型好發(fā)于兒童和青年，具備高級別膠質(zhì)母細(xì)胞瘤樣或胚胎性腫瘤的組織學(xué)特征，但與成人型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤不同的是，血管內(nèi)皮增生和壞死并不是腫瘤預(yù)后差的指征【64】。通過DNA甲基化分析顯示該類腫瘤與成人膠質(zhì)母細(xì)胞瘤有完全不同聚類表現(xiàn)，而且有明確的分子特征。因此，在臨床實踐中不能輕易地將H3和IDH野生的高級別膠質(zhì)瘤都?xì)w入這個類型。根據(jù)其分子特征有3個亞型，即彌漫性兒童型高級別膠質(zhì)瘤RTK1型、RTK2型和MYCN型。RTK1型具有高頻PDGFRA基因擴增，常常與結(jié)構(gòu)性錯配修復(fù)缺陷綜合征（CMMRD）和林奇綜合征相關(guān)；RTK2型的分子特征是EGFR擴增和TERT啟動子基因突變；MYCN型是MYCN基因擴增為特征的【54, 65】。三個亞型均不具有H3K27me3的表達(dá)缺失和成人型7+/10-染色體變異及EGFR VIII基因突變的特點。MYCN亞型可發(fā)生于幕下，組織學(xué)可表現(xiàn)為密集成團(tuán)的細(xì)胞且免疫組化檢測GFAP表達(dá)較弱而神經(jīng)元標(biāo)記陽性，有時會與髓母細(xì)胞瘤相混淆，此時若Olig-2表達(dá)陽性則支持MYCN亞型的診斷（圖4）。當(dāng)然，如果有檢測條件通過DNA甲基化分析能夠明確地進(jìn)行鑒別診斷。
嬰兒型大腦半球膠質(zhì)瘤目前報道的病例均在出生后12個月內(nèi)發(fā)病（中位年齡2.8個月）均位于幕上大腦半球，分子遺傳學(xué)特征為受體酪氨酸激酶（RTK）家族變異，主要有4個分子亞型：NTRK變異亞型（NTRK1/2/3基因融合）、ROS1變異亞型（ROS1基因融合）、ALK變異亞型（ALK基因融合）和MET變異亞型（MET基因融合）。在組織學(xué)形態(tài)方面，該類型腫瘤的變異較廣泛，可以出現(xiàn)高級別膠質(zhì)母細(xì)胞瘤樣特征，也可以是肥胖細(xì)胞型星形細(xì)胞瘤、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞膠質(zhì)瘤、室管膜瘤，甚至是促纖維增生性嬰兒型節(jié)細(xì)胞膠質(zhì)瘤/星形細(xì)胞瘤樣的低級別腫瘤特征【66-67】。目前該腫瘤類型尚未有明確CNS WHO分級，其原因是不同的驅(qū)動基因?qū)е碌呐R床預(yù)后有所不同，ALK融合腫瘤好于ROS1融合腫瘤，NTRK融合腫瘤預(yù)后中等；ALK融合的組織學(xué)低級別腫瘤好于組織學(xué)高級別腫瘤。免疫組化檢測對于部分ALK融合腫瘤有意義，但NTRK免疫組化結(jié)果不能明確是否有該基因融合，因為正常腦組織也可表達(dá)NTRK。 目前的成人和兒童型膠質(zhì)瘤的診斷較之前已發(fā)生了巨大的變化，這也反映出神經(jīng)腫瘤相關(guān)領(lǐng)域?qū)膊》肿舆z傳特征和臨床表現(xiàn)認(rèn)知水平的提高，整合診斷和分層報告體系已成為診斷的必要形式。相信隨著分子病理技術(shù)的廣泛使用，還會出現(xiàn)更多和更新的分子變異，理解和正確解讀這些變異不但能正確地分型和分級，而且可以更準(zhǔn)確地判斷預(yù)后并提供臨床治療的新靶點。
|
