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張俊平主任醫(yī)師 醫(yī)生集團-北京 首都醫(yī)科大學三博腦科醫(yī)院 研究背景經標準治療后，約1/3的髓母細胞瘤（Medulloblastoma，MB）患者會出現(xiàn)復發(fā)，復發(fā)后患者長期生存的概率很低。但復發(fā)髓母細胞瘤的遺傳學特征尚缺乏研究。了解復發(fā)髓母細胞瘤的關鍵分子生物學事件及其與初發(fā)腫瘤的關系是未來開發(fā)新治療手段的關鍵。近10年來，基因組學研究的發(fā)展揭示了髓母細胞瘤的分子生物學特征。每個分子亞型的遺傳學機制，流行病學特征和預后不同。目前已經確定了一些有效的預后標志，如SHH型腫瘤中的TP53突變和MYCN擴增，G3型腫瘤中的MYC擴增。這為初發(fā)髓母細胞瘤的診斷和創(chuàng)新治療提供了理論基礎。然而，針對復發(fā)髓母細胞瘤的同類型研究較為缺乏，這主要是由于復發(fā)時接受手術的比例較低。本研究歸納了119例復發(fā)髓母細胞瘤的遺傳學特征，確定了復發(fā)髓母細胞瘤的關鍵遺傳學事件，并分析了它們在疾病進展過程中的演變。研究方法本研究共獲取了來自英國CCLG的57例復發(fā)髓母細胞瘤樣本（其中55例有對應的初發(fā)腫瘤樣本）。另28例復發(fā)MB樣本用于DNA甲基化分析。為明確髓母細胞瘤的診斷，除常規(guī)病理檢查外，還進行了DNA甲基化分型。本研究中，4例樣本因甲基化特征不符合MB而被排除（2例尤文肉瘤，2例GBM）。為擴大樣本量，還獲取了ICGC提供的38例復發(fā)MB的二代測序結果，因此本研究共納入了119例復發(fā)MB。另外研究者對比了一項對282例初發(fā)髓母細胞瘤的研究數據（包括分子分型、DNA甲基化及基因突變數據）（NorthcottPAetal,Nature,2017）。本研究對腫瘤進行分子分型，其中SHH型腫瘤細分為嬰幼兒型（＜4歲，共10例）和非嬰幼兒型。并分析了腫瘤染色體臂水平的拷貝數變異（CNV）和焦點拷貝數變異。其中焦點拷貝數變異共分析了63個關鍵基因所在的位點（＜12Mb）。在基因突變分析中，共分析了71個關鍵基因的突變，包括初發(fā)MB的高頻驅動基因突變，以及在腫瘤復發(fā)時獲得的致病性基因突變。CNV和基因突變的狀態(tài)分為“獲得”（初發(fā)腫瘤不存在，復發(fā)腫瘤存在）；“維持”（初發(fā)和復發(fā)腫瘤均存在）；“確診時未知”（無法獲得原發(fā)腫瘤數據，復發(fā)腫瘤存在）。另外研究者分析了與復發(fā)MB相關的信號通路的改變。研究結果1、腫瘤的分子分型（分子亞型）在復發(fā)時保持恒定腫瘤的分子分型（包括新的分子亞型）在復發(fā)時與初發(fā)一致，但也有例外。在57例可進行DNA甲基化分析的腫瘤中，56例（98%）在初發(fā)時和復發(fā)時的分子亞型一致。在SHH型中，18/20（90%）例腫瘤的分子亞型在復發(fā)時與初發(fā)一致。在G3&G4型中，4例腫瘤的分子亞型在復發(fā)時發(fā)生改變（4/24）。在初發(fā)時均為VIII亞型，而復發(fā)時3例變?yōu)閂亞型，1例變?yōu)閂II亞型。無高頻的分子遺傳學改變與上述亞型的變化現(xiàn)象相關。2、復發(fā)MB的預后與分子分型和復發(fā)時是否接受CSI相關正如預期的那樣，在有生存數據的患者中，不同分子分型的患者從確診到復發(fā)的時間間隔有顯著差異（p=0.002）（圖1B）。分子分型也與復發(fā)后的疾病進展有關（圖1C）。圖1B-C：不同分子分型腫瘤確診至復發(fā)，以及復發(fā)至死亡（或最后一次隨訪）的時間3、復發(fā)時遺傳事件的產生和維持在不同分型之間存在差異在復發(fā)MB中，拷貝數變異CNVs和驅動基因突變較初發(fā)腫瘤發(fā)生了顯著的變化。總體而言，40%（239/597）的遺傳學事件是新發(fā)的。但大多數遺傳事件（60%）與初發(fā)腫瘤保持一致。復發(fā)MB遺傳事件改變的類型以及頻率在不同分型之間也存在顯著差異（圖1D-F），其中G4型的改變最多，而WNT型和G3型的改變相對較少。總體而言，在復發(fā)時獲得的致病性基因突變的總量在各個亞組之間是相等的。4、各型腫瘤在復發(fā)時的遺傳學特征☆SHH嬰幼兒亞型和SHH非嬰幼兒亞型在復發(fā)時遺傳學特征不同SHH嬰幼兒亞型和非嬰幼兒亞型在復發(fā)時獲得的遺傳學改變在類型和頻率上存在差異，非嬰幼兒亞型在復發(fā)時染色體臂層面的改變多于嬰幼兒亞型（59%,70/119vs32%,20/62，p＜0.001）。但是，與嬰幼兒型相比，非嬰幼兒型獲得的腫瘤驅動基因突變明顯較少（7%,5/72vs32%13/41，p=0.001）。SHH通路相關基因突變在這兩型中均較為常見，且在復發(fā)時得以保持（嬰幼兒型6/6，非嬰幼兒型6/8）。圖1D-F：染色體臂CNV、焦點CNV以及腫瘤驅動基因突變在復發(fā)MB中獲得和維持的情況在SHH嬰幼兒亞型中，關鍵驅動基因突變和CNVs的數量在復發(fā)時沒有顯著的增加，本研究中33%的復發(fā)腫瘤（4/12）存在15號染色體的獲得，而對照初發(fā)隊列未發(fā)現(xiàn)此改變（0/23）。在SHH非嬰幼兒亞型中，復發(fā)時染色體臂層面CNVs顯著增多（p=0.044）。與初發(fā)腫瘤相比，復發(fā)腫瘤染色體4p/4q獲得和10p缺失明顯增多。復發(fā)時焦點CNV和驅動基因突變的數量沒有顯著增加。但TP53突變除外（復發(fā)8/19vs初發(fā)6/59；p=0.004）。TP53突變腫瘤染色體臂層面CNVs數量增加（突變型8.14vs野生型3.8）。未觀察到MYCN擴增在復發(fā)腫瘤中的增加?！頣P53突變在復發(fā)WNT型腫瘤中普遍存在復發(fā)時WNT型腫瘤最常見的遺傳學改變是6號染色體單體和CTNNB1突變（5/5，100%），并得以保留。4例腫瘤存在TP53突變，并從初發(fā)時得到保留。與對照的初發(fā)腫瘤相比，TP53突變的比例明顯較高（對照組3/24）?！頖3型腫瘤在復發(fā)時出現(xiàn)新的遺傳事件較少復發(fā)G3型腫瘤中新出現(xiàn)的驅動基因突變和焦點CNV較少，但與初發(fā)隊列相比，染色體2q獲得和15號染色體丟失的比例較高。☆G4型腫瘤在復發(fā)時出現(xiàn)新的遺傳事件較多G4型腫瘤在復發(fā)時的遺傳學特征與初發(fā)時的差異最大。復發(fā)時基因突變和CNV的數量明顯增多（圖4A）。在染色體臂水平，復發(fā)腫瘤17p和11p缺失的比例較高（20/25和10/25），主要是從初發(fā)時維持至復發(fā)。而復發(fā)時9p、10p、20p和20q的缺失也明顯增多，主要是在復發(fā)時獲得。復發(fā)G4型腫瘤出現(xiàn)焦點CNV事件很少，但CDK6和CDK14的共擴增明顯增多，這一改變主要在復發(fā)時獲得，并出現(xiàn)在21%（4/19）的腫瘤中。初發(fā)G4型腫瘤的驅動基因突變較少，但復發(fā)腫瘤中可發(fā)現(xiàn)數個高頻突變，其中USH2A、DDX3X、CHD7、NEB、EPHA7、GTF3C1的比例明顯高于初發(fā)隊列。值得注意的是，致病性的USH2A突變最常見（圖4F），在復發(fā)G4型腫瘤中的比例為17%（4/23），其中2例自初發(fā)時維持，另2例在復發(fā)時獲得。而初發(fā)腫瘤中未發(fā)現(xiàn)該突變。圖4A：初發(fā)和復發(fā)G4型腫瘤遺傳學改變的數量對比圖4F：復發(fā)G4型腫瘤中USH2A基因的突變位點5、復發(fā)MB的信號傳導通路存在異常復發(fā)MB中存在某些關鍵信號通路的改變，包括染色質修飾、PI3K-Akt、細胞周期和DNA損傷修復（DDR）相關通路。研究者對具有完整基因突變和CNV數據的29例腫瘤的信號通路的改變進行研究。共55%（16/29）的復發(fā)MB存在DDR/細胞周期相關通路的改變，除TP53突變外（7/29），其他DDR通路相關基因的高頻突變包括ATM和BRCA2突變。DDR相關基因的改變在所有分型中均可見，但主要發(fā)生于SHH非嬰幼兒亞型和G4型，主要由初發(fā)維持至復發(fā)。55%（16/29）的復發(fā)MB存在與染色質修飾通路相關的異常事件，在所有分型中均常見，主要在復發(fā)時獲得。但沒有高頻基因突變，主要由一系列低頻事件引起。PI3K-AKT通路的改變發(fā)生于28%的腫瘤（8/29），在所有分型中均可見，主要在復發(fā)時獲得。PTEN突變或CNV最常見（3/29，10%）。6、特定的遺傳學事件可預測復發(fā)MB的預后腫瘤復發(fā)后的生存時間與分子分型相關，另外，在單因素分析中，TP53突變、MYCN擴增和3p缺失與較差的預后相關（圖6）。TP53突變是復發(fā)時最常見的不良預后事件（9/36,25%）。所有存在該突變的患者復發(fā)后生存時間小于2年。值得注意的是，在單因素分析中，腫瘤解剖部位，復發(fā)時接受的治療（化療，局部或全中樞放療）與預后無關（補充表3）。多因素分析確定了TP53突變?yōu)椴焕莫毩⑽ｋU因素，而染色體9q缺失是有利的獨立危險因素。與復發(fā)腫瘤預后相關的4個改變：TP53突變、MYCN擴增、3p缺失、9q缺失中，有40%是復發(fā)時獲得的。圖6：復發(fā)MB重要分子事件與預后的關系討論了解髓母細胞瘤復發(fā)時遺傳學特征的變化對指導治療和改善預后至關重要。大多數復發(fā)腫瘤的分子分型和亞型與原發(fā)腫瘤一致。Kumar等的研究報告了69例復發(fā)G3和G4型MB中有15例發(fā)生亞型改變，并與MYC擴增和染色體2p獲得相關。但此類病例數量較少，因此這一現(xiàn)象的生物學特征和臨床意義有待進一步研究。在分子分型保持一致的前提下，腫瘤驅動基因的突變以及CNV的出現(xiàn)和維持是復發(fā)髓母細胞瘤的主要遺傳學特征。本研究發(fā)現(xiàn)，復發(fā)髓母細胞瘤中約40%的遺傳學事件是在復發(fā)時新獲得的，而且在不同亞型之間有顯著的差異。非嬰幼兒SHH型腫瘤在復發(fā)時染色體臂水平的CNV明顯增多，并與TP53突變相關。而G4型腫瘤在復發(fā)時出現(xiàn)的遺傳學改變最多，包括CDK6/CDK14和USH2A突變，這提供了潛在的靶向治療機會。USH2A突變的發(fā)現(xiàn)可能提示G4型腫瘤復發(fā)的新機制，特別是考慮到該基因的異常在其他疾病（如視網膜色素變性和Usher綜合征）的作用。另外，復發(fā)髓母細胞瘤中60%的遺傳學事件在初發(fā)時即存在，包括WNT型和SHH型通路相關基因的突變（CTNNB1、PTCH1、SUFU、SMO等）。這些關鍵基因突變的維持提示它們在腫瘤發(fā)展的全程中發(fā)揮作用，因此一旦發(fā)現(xiàn)，可在整個病程中指導靶向藥物的選擇（如SMO抑制劑）。本研究中，大多數WNT型腫瘤（4/5）在復發(fā)時存在TP53突變，這與既往研究形成對比，即TP53突變在WNT型腫瘤中與預后無關，這一點需要進一步研究。另外，復發(fā)髓母細胞瘤存在特定分子通路的改變，如DNA損傷修復、染色質修飾、PI3K-AKT信號通路。這為進一步研究與信號通路相關的治療手段提供了機會。另外，復發(fā)后特定的遺傳學事件，如TP53突變、MYCN擴增、3p缺失、9q缺失與預后相關。這提示在腫瘤復發(fā)時也有必要進行分子病理檢測，以指導治療。文獻來源：StaceyRichardsonetal.Emergenceandmaintenanceofactionablegeneticdriversatmedulloblastomarelapse.Neuro-Oncology.2022,24(1),153-165.敬請注意：本文僅供相關專業(yè)人員學習參考之用，文中的所有信息均不作為診斷和治療疾病的依據。如出現(xiàn)文中描述的癥狀，請及時就醫(yī)。另外，本文僅節(jié)選原文的一部分，內容可能不完整或與原文存在偏差，若需更完整的信息請參閱原文。撰稿：趙赤??審校：張俊平溫馨提示：了解腦腫瘤化療診療相關知識，可關注腦腫瘤化療張俊平醫(yī)生微信公眾號：nzlhl-zjp出診時間：周二上午、周四上午門診預約電話：010-62856916010-628567882022年06月06日
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