胶质瘤的诊断与预后标记

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1、目的本综述总结了有关胶质瘤诊断及预后标记的最新研究，如毛细胞性星形细胞瘤的BRAF融 合和基因和lp/q9共同缺失、弥漫性胶质瘤中MGMT状态及IDH1/IDH2突变。最新发现目前， BRAF 融合基因可能会导致潜在性目标丝裂原激活蛋白激酶通路的激活，这一分子 事件在毛细胞性星形细胞瘤中已被清楚确定并且经常发生。在二三级胶质瘤和脚趾母细胞瘤 中1p/q19共同缺失和MGMT状态仍然是最重要的预后和预测标志。然而，最近刚发现的弥 漫性胶质瘤中IDH1/IDH2突变较具有特异性，并且它经常发生在二三级胶质瘤中而且对三 级胶质瘤有很好的预后价值，同时它也出现在脚趾母细胞瘤中并且是其的又一个特点。 摘

2、要广泛的分子生物学研究已经使新的诊断及预后标记的发现成为可能，并且这些标记正在更新 胶质瘤的组织分子生物学分类。关键词1p/q19 共同缺失，BRAF 基因，IDH1，MGMT。前言 由于胶质瘤可重复性及有关预后精确性的缺乏，胶质瘤的分类不能令人满意。这些限制与以 下事实有关：胶质瘤的分类（不挂边是表型确定还是组织学分级）让是根据主观指标而定； 某些胶质瘤的亚型还包括不同的分子的类型，并具有不同的预后。这些限制使得对胶质瘤临 床研究的认识与解释更加复杂。因此，我们需要一个客观的胶质瘤诊断和预后指标。正在进 行的二三级胶质瘤研究是根据1p/q19共同缺失状态来对病人进行分类的，并且脚趾母细胞 瘤

3、的研究室根据MGMT状态进行选择与分类的。最近的大规模基因组学研究又鉴定出了两 个重要的新标记，即毛细胞性星型细胞瘤的BRAF重组基因和弥漫性胶质瘤的IDH1/IDH2 基因突变。这些新标记给出了胶质瘤组织分子生物学分类的大体框架。BRAF 融合基因 直至目前我们对毛细胞性星型细胞瘤发生的分子机制几乎让是一无所知。以基因芯片为基础 的两个研究首先证实了毛细胞性星型细胞瘤中7q34的重复存在。第一项研究的结论是存在 BRAF基因的增加和过渡表达，而第二项研究的结论是存在HIPK2的增加和过度表达。后 来，Jones等人证实7q34的增加与BRAF位点的重复复制相一致，并且它能够产生一种新 的致癌

4、性融合基因，而且它还能够将其编码不断地融合在有活性的 BRAF 激酶的结构域之 中。在所研究的44例毛细胞性星型细胞瘤中7q34增加/BRAF融合基因占66%（29例子）。 我们已经知道7q34增加/BRAF融合基因在所有年龄段的病人及大脑的所有部位都可发生。 而在60例间变型星形细胞瘤和180例胶质母细胞瘤中没有观察到7q34增加/BRAF融合基 因，并且在118例二级胶质瘤中仅看到了 6例存在7q34增加/BRAF融合基。不过，这6例 全是孩子和年轻人，并且病灶都位于后颅窝，这些病人都有极长的生存时间，这些信息提示 这些肿瘤可能是被误诊为二级胶质瘤的毛细胞性星型细胞瘤oBRAF融合基因有结

5、构激酶活 性并且能够激活丝裂原激动蛋白激酶（MAPK）通路。有意思的是，与NF1相关的毛细胞 性星型细胞瘤中NF1基因突变也可以激活MAPK通路，因为NF1能够一直RAS激活。总 之，Jones等人发现，在所研究的毛细胞性星型细胞瘤中82%的有基因改变所引起的MPAK 通路激活BRAF融合基因是发生最频繁的分子事件（66%）,其次是NF1突变（7%）, BRAF 突变（7%）及RAF1致癌基因融合（2%）（并且发现这些分子事件在同一病人中3p25的重 复出出现于7p34的增加相似）。所有这些遗传基因的改变都是相互排斥的，这就意味着对于 毛细胞性星型细胞瘤的发生来说，在 MPAK 通路上只要有一

6、个为位点收到攻击就足够了。 由于 BRAF 融合基因出现频率高，且具有特异性，它可能会成为一个重要的诊断指标。除 了肿块全切术之外，在复发病例中针对 MPAk 通路的治疗方法也可能会是一种有吸引力的 治疗方案。1p/q19 共同缺失1994年Reifenberger等人首次在少突胶质瘤中观察到了 1p/q19共同缺失。随后，在1998年 Cairncross等人证明了 1p/q19共同缺失是间变性少突胶质瘤化疗的一个很好的指标。现在人 们已经公认1p/q19共同缺失是19p到1q之间整个染色体臂不平衡易位的结果。在基因组水 平上，这种易位与1p和19q的完全丢失相一致。因此，区分真正的1 p/

7、q19共同缺失是十分 重要的，这与染色体易位是相同的，即1p远端部分删除，通常是1p36的删除。事实上，1p36 的部分删除通常发生在星形细胞瘤内，并且同病人的不良预后有关。应用荧光原位杂交技术 （FISH）或微卫星分析技术，为了区别1p删除的两个亚型紧紧检测1p36这一个位点是不 够的，它可能会有相反的预后意义。实际上，1p/q19共同缺失总是和IDH1/IDH2基因突变 相关，并且它与肿瘤蛋白基因53 （TP53）、及表皮生长因子受体（EGFR）基因及其他的基 因扩增相互排斥。Notch 2位于1p中心体区的附近，我们怀疑它是染色体易位的靶点，但 是最近这种怀疑已被排除。分子机制强调1p/

8、q19共同缺失与良好的预后及对放化疗敏感性 之间的关系，但这种分子机制仍然是模糊不清的。我们只能部分的用发生较频繁的 MGMT 启动子甲基化来解释这种机制。通过基因芯片对基因表达进行的研究表明 1p/q19 共同缺失 的胶质瘤具有前神经元表达的特性，这与高级别胶质瘤的良好预后有关。1p/q19共同缺失与典型的少突胶质瘤细胞的特征（如核周围光晕及鸡尾样血管）之间有很强 的关系。在间变性少突胶质瘤中1p/q19共同缺失的出现率达61%-89%，而在间变性少突胶 质母细胞瘤中 1p/q19 共同缺失的出现率仅为 13%-20%。然而，形态学却不能很好的预测 1p/q19 的状态。1p/q19共同缺失

9、到底是预后指标还是预测指标，这仍然处于争论当中。一方面Ricard等人 证明，1p/q19共同缺失的低级别胶质瘤同无1p/q19共同缺失得低级别胶质瘤相比具有很低 的生长率（3.4/5.9毫米每年）。另一方面Weller等人应用多元分析发现1p/q19共同缺失的存 在与否并不是术后无放化疗病人无进展存活时间（PFS）的预后指标。放疗和/或化疗后，1p/q19共同缺失是低级别胶质瘤和间变性胶质瘤病人PFS和整体存活率 （OS）的重要的预测指标。在低级别胶质瘤和间变性胶质瘤中，它们的中位生存持续时间 分别为1215年和67年多，而这些肿瘤都存在1p/q19共同缺失。存在1p/q19共同缺失 的肿瘤

10、和没有1p/q19共同缺失的肿瘤对化疗的反应率分别为59%-92%和0%-46%。在应用 TMZ治疗的低级别胶质瘤中，Ricard等人证明，在1p/q19共同缺失存在与缺乏的肿瘤之间 最大的差别是反应持续时间，这提示，1p/q19共同缺失更有可能是肿瘤获得延迟耐药性的预 测指标，而不是化疗反应的预测指标。在最近研究的25例用TMZ治疗的胶质瘤中，Kaloshi 等人证明， 1p/q19 共同缺失也是这些病人对化疗反应（88.25%.）、 PFS（24.5:13.7 月）、以 及OS（66.8:15.2月）的重要预测指标。为了去屋顶一个简单可靠的胶质瘤1p/q19共同缺失 指标，Ducray等人

11、通过免疫组织化学技术对122例胶质瘤中的a -internexin（INA, 种神经 丝相互作用蛋白）进行了评价。他们发现在少突胶质瘤中INA表达是1p/q19的标记，1p/q19 共同缺失的特异性为 86%，敏感度为 96%，阳性预测值为 76%，阴性预测值为 96%。在三 级胶质瘤中，同1p/q19相似，INA的阳性表达同较好的PFS（52.6:8.7月）和OS（121.1:31.4 月） 有关。总之，lp/ql9共同缺失是放疗或化疗反应的预后和预测指标，因此，三级胶质瘤的现行研究 已经根据1p/q19状态而不是形态学表现来选择病人。06-甲基鸟嘌吟-DNA甲基转移酶(MGMT)MGMT是

12、一种DNA修复酶，它能移除由化疗药物所引起的烷基化位点。因此，肿瘤细胞内 高水平的 MGMT 活性可以提高其对化疗的抵抗。相反，由 MGMT 启动子甲基化所致的 MGMT基因沉默会引起MGMT蛋白的低水平表达，并降低DNA修复活性，进而增加肿瘤 对烷化剂的敏感性。在应用亚硝脲治疗的病人和最近应用TMZ治疗的病人中，几项研究已经提示，在脚趾母细 胞瘤中,MGMT评价的临床价值是它可以预测脚趾母细胞瘤病人应用烷化剂所带来的益处。 MGMT甲基化在脚趾母细胞瘤中的发生率是40%-50%。在E0RCT/NCIC 2698/22981试验 中应用同时或辅助的TMZ化疗与单纯的应用TMZ化疗的疗效进行了比

13、较，即MGMT甲基 化是通过对206例具有代表性的病人的足够的肿瘤组织进行特异性PCR技术评价的oMGMT 甲基化是病人结局和TMZ化疗获益最好的预测指标。在本研究的5年分析中，Stupp的人 报道，在 MGMT 甲基化的病人中应用放化疗出处理病例与单纯应用放疗治疗的病例相比， 其中位生存时间之比为23.4:15.3月(PW0.004)。令人吃惊的是，在MGMT未甲基化的病 例中应用放化疗处理与单纯应用放疗治疗，其中位生存时间也有稍微的延长(即12.6：11.8 月，PW0.035)；然而，这一发现是以极少数病人所提供的分子信息及他们的存货时间都在 2年以上为基础的。如果这一发现得到了证实，它

14、将提示可能还存在着另一种化疗敏感性的 分子机制。根据EORCT/NCIC 2698/22981试验的研究，Murat等人对80例胶质母细胞瘤进 行了基因表达的基因芯片研究，结果发现除了 MGMT的状态之外，几种基因表达簇也影响 肿瘤对放化疗的敏感性，这些基因表达簇有胶质瘤干细胞特性同源异型框(HOX)基因、治 疗抵抗和不良反应及预后有关的EGFR特性。MGMT启动子甲基化状态明确预测价值将在 正在进行的EORCT/NCIC中得到评估。在最近的103例胶质母细胞瘤病人的研究中，Brandes等人证实，MGMT甲基化(用MPS分 析)的胶质母细胞瘤病人比 MGMT 未甲基化的胶质母细胞瘤病人在同时

15、化疗后更易表现出 伪进展的情况(58%:16%);相反，它们在早期不可能显示出恶化或进展。MGMT启动子所预 测的甲基化病例的进展率为 91.3%，而 MGMT 启动子未甲基化的病例进展率仅为 59%o Brandes 等人也证实，在 MGMT 甲基化的病人中，其放化疗的复发形式也是不同的，这在 除了放化疗以外的其它治疗中更容易复发(44%:15%).MGMT甲基化在低级别的胶质瘤和间变性胶质瘤中发生较为频繁，其发生率为60%-90%， 在这些肿瘤中，1p/19q共同缺失与MGMT启动子甲基化之间有很强的联系。在一项68例 TMZ治疗的低级别胶质瘤研究中，MGMT甲基化与较长的PFS有关。MG

16、MT状态分析的最好技术仍是一个有争议的问题。越来越多的证据表明通过MSP技术测 得的MGMT启动子甲基化与免疫组化所测得的MGMT蛋白表达不一致，这是因为在肿瘤 中和被潜在MGMT表达污染的正常细胞中免疫反应的方式不一样。虽然一些应用半定量免 疫组化报道说，MGMT表达与病人结局之间存在相关性，但是Preusser等人用含有164例 胶质母细胞瘤活检标本的芯片研究了 MGMT 免疫组化的有用性，他们的研究所用的抗 -MGMT抗体来自EORCT/NCIC 2698/22981试验所用的两个商业用抗-MGMT抗体。他们发 现由于观察变异和MGMT启动子甲基化状态与病人生存关系的差距，使得一种用于常规临 床诊断目的的抗-MGMT免疫组织化学的分子生物学笔记难以实现。Everhard等人通过焦磷 酸测试技术对54例胶质母细胞瘤中与MGMT表达有潜在关系的CpG位点的甲基化水平进 行了研究，并且就MGMT mRNA的表达状况进行了分析。他们发现在MGMT甲基化与其 表达水平之间存在良好的统计一