研究背景
髓母细胞瘤（Medulloblastoma，MB）是儿童最常见的中枢神经系统恶性肿瘤之一，在2021年第五版WHO中枢神经系统肿瘤分类中，将髓母细胞瘤分为四个分子亚型：WNT型、SHH激活TP53野生型、SHH激活TP53突变型和非WNT/非SHH型（G3型和G4型）。现有的临床风险分层模型结合了临床、病理和分子特征，如存在肿瘤播散转移、手术未全切、病理类型为大细胞/间变性的髓母细胞瘤与较差的预后相关。另外，3-16岁的WNT型MB预后很好（5年PFS＞95%），而SHH激活TP53突变型MB预后很差。但现有的风险分层模型还不能很好地预测G4型MB的预后，考虑到G4型是髓母细胞瘤最常见的一个分子亚型（约40%），这一方向的研究对临床来讲就显得尤为迫切。
近期对G3和G4型MB的分子亚型分析取得了进展。一项国际荟萃分析通过第二代甲基化分析将G3和G4型MB分为8个分子亚型，并已被纳入到第五版WHO中枢神经性系统肿瘤分类。这8个分子亚型是连续的，其中第1型和第5型混合有G3型和G4型肿瘤，第2-4型均为G3型肿瘤，第6-8型均为G4型肿瘤。G4型肿瘤的分子生物学基础相对复杂，缺乏特定的遗传驱动因素。近期对HIT-SIOP-PNET4研究中标危组MB的研究发现，存在7号染色体获得、8号染色体缺失和11号染色缺失至少其二的肿瘤预后很好，5年PFS为100%。其余肿瘤的5年PFS仅为68%。本研究分析了超过1000例原发G4型MB的分子亚型、基因突变、拷贝数改变等特征，提出新的风险分层模型，为改进治疗策略和临床研究提供基础。
研究方法
探索队列由362例原发G4型MB组成，以及489例原发非G4型MB作为对照。患者来自SIOP-UKCCSG-PNET3、HIT-SIOP-PNET4、PNET HR+5研究以及多个机构。另外，既往发表的两项研究中的668个独立的G4型肿瘤被纳入验证队列。髓母细胞瘤的诊断通过甲基化分类和/或集中的病理学审查确认（若无法进行，则采用机构的病理学诊断）。采用Changs法进行分期，次全切除的标准是残余病灶超过1.5cm2。主要的分子生物学分析方法为：甲基化分析、染色体拷贝数改变、MYC/MYCN拷贝数改变、63个主要肿瘤驱动基因的突变。发现队列的生存分析仅限于接受全中枢放疗的≥3岁的患者。根据预测的5年生存率对患者进行分类：低危＞90%、标危75%~90%、高危50%~75%、极高危＜50%。
研究结果
G4型肿瘤主要发生于年龄较大的儿童（中位年龄8岁，0.2-20岁），以经典型为主（84%）。17q等臂染色体（i17q）发生率较高（56%）。分子分型：第8组37%、第7组29%、第6组15%、第5组14%、第1组3%（表1，详见原文）。
染色体臂水平和全染色体的异常频繁出现，其中7号染色体获得、8号染色体缺失和11号染色体缺失可预测较好的PFS，而且倾向于与其他WCAs同时出现。而i17q代表了较差的PFS，而且倾向于独立出现。
除染色体改变外，最常见的分子事件为PRDM6的过度表达（18/83,22%）。基因突变和局部CNV的发生频率较低，最常见的基因异常为参与转录调控（30%）和染色质重塑的基因（29%）。包括KMT2C、KMT2D、KDM6A、ZMYM3。这些基因主要起到聚合功能，可作为H3K4和H3K27M甲基化的修饰物。约20%的患者检测不到突变。
G4型MB的分子亚组存在异质性。其中第7亚组中5岁以下患者的比例较高（19/72,26%）。第5亚组中16q缺失和13号染色体缺失的比例增高。第6和第7亚组的遗传学特征较为混乱，全染色体改变数目多（中位数分别为3.5和4）。而第8亚组的遗传学特征较为单一，全染色体改变数目较少（中位数1），主要为i17q。而突变和局部CNV在各亚组中的特征相对不明显。第8亚组存在染色质重塑相关基因突变的比例相对较高，但无统计学意义。第5亚组存在转录调控相关基因突变的比例较高，主要由MYCN异常所驱动。第8亚组PRDM6高表达比例较高。
图1c：G4型不同分子亚组的预后，其中第6、7亚组的预后相对较好；图1g-h：第6亚组中存在播散的预后较差，WCA-FR预后较好；图1i：第7亚组WCA-FR与有利的PFS或是否转移无关。
G4型MB各亚组的预后也不同（图1c）。亚组6和亚组7的预后较好，其中亚组6的5年PFS为73%，亚组7为82%。而亚组5和8的预后较差（5年PFS分别为50%和59%）。通过生存分析可进一步确定G4型MB各亚组的风险特征。第5亚组中13号染色体缺失是唯一的有利预后因素，第6亚组存在播散转移与较差的PFS相关，WCA-FR与有利的PFS相关。第7亚组中WCA-FR与有利的PFS或是否转移无关（图1g-i）。第8亚组中各临床与分子特征与预后无关。
对HIT-SIOP-PNET4中的标危MB提出了通过WCAs将G4型进一步分为低危层（WCA-FR）和高危层（WCA-HR）的风险分层方法（T Goschzik等，Lancet Oncol 2018；低危层：含有以下3种改变中的至少两种：7号染色体获得、8号染色体缺失、11号染色体缺失；若不符合低危层定义则为高危层）。本研究对所有G4型肿瘤进行上述分层，并探索其分子特征。WCA-FR（94/314,30%）主要分布于亚组6、7，染色体改变数目多（中位数6），主要为3号、8号、10号、11号、13号染色体缺失，以及7号、17号、18号、22号染色体获得。WCA-HR（220/314,70%）的染色体改变数目减少（中位数2，p＜0.0001）。该组的细胞遗传学改变较为简单，主要表现为单一的i17q。WCA-HR组中染色质重塑相关基因突变显著增加，KMT2C、ZMYM3突变为该组所特有，KDM6A、KMT2D突变频率也较高。但其他特征如：确诊年龄、是否转移、病理学分型、手术切除范围、是否存在MYCN扩增在两组间的分布无显著差异（图2a-b）。
图2：c：WCA-FR组预后明显优于WCA-HR组；f-g：WCA-FR组中，M0与GTR与有利的预后相关；h-k：WCA-HR组中，男性、转移、第5亚组和第7亚组与有利的预后相关
WCA-FR组的5年PFS为89%，WCA-HR组的5年PFS为59%（图2c）。在一个外部队列（n=191）中可得到验证，WCA-FR（46/191,24%）的5年PFS为98%，WCA-HR（145/191,76%）的5年PFS为73%。另外，对两组分别进行单因素生存分析。在WCA-FR组中，存在转移性疾病（非M0）和近全切除与较差的PFS显著相关（图2f、g），无肿瘤转移患者的5年PFS达到100%。在WCA-HR组中，存在转移性疾病、男性、第5亚组与较差的PFS显著相关（图2e、h、i、j），第7亚组与良好的PFS相关（图2e、k）。
研究者提出了一个新的风险分层方案，选择定义明确的临床和分子特征，最小化变量数量，同时忽略次要的因素（如第5亚组的患者数量很少）。将G4型MB分成3个风险分层（图4a-b），其中低危层的特征为：WCA-FR（存在两项及以上：7号染色体获得、8号染色体缺失、11号染色体缺失）或亚组7，且无播散转移（M0），5年PFS为97%。高危层的特征为：存在播散转移的WCA-FR、无播散转移的WCA-HR（定义为不符合WCA-FR的所有患者）、无播散转移的非亚组7的其他亚组，5年PFS为67%（图4c）。极高危层的特征为：有播散转移的WCA-HR，5年PFS为49%。临床标危组患者得到了很好的区分，37%被分配到该分层中的低危层，其余63%被分配到高危层。临床高危组患者中，有9%被分配到低危层，31%分配到高危层，60%分配到极高危层。为评估该分层的预测价值，对比了该模型与已经公布的分层模型对患者预后的预测价值（图4d），对SIOP-HR-MB和SIOP-PNET5-MB临床研究中的患者，本方案（偏差校正c指数0.68）优于临床风险分层（偏差校正c指数0.57）。本方案也优于Shih提出的细胞遗传学模型（偏差校正c指数0.62）和Gajjar提出的G3/4组合分型（偏差校正c指数0.63）。另外，该模型在独立的外部验证队列中也是可以重复的，优于既往的分层模型（图4e）。
图4：a：G4型MB新的风险分层示意图；b：新的风险分层可将临床标危和高危组MB进行重新分配；c：探索队列中三个风险分层的预后；d：验证队列中三个风险分层的预后
讨 论
本研究利用1000例G4型MB的特定分子生物学数据，有力证实转移性疾病在该型肿瘤中的重要预后价值。同时，通过以WCA和DNA甲基化分型为核心的分子生物学检测，可建立新的，更为有效的G4型肿瘤的风险模型。该模型优于既往的风险分层方案，且否定了病理类型为大细胞/间变性和是否存在MYCN扩增对G4型MB的预后价值。
本模型平衡了预测的准确性以及临床上的可操作性，首先确定了一个可重复的低危层，该层占所有G4型肿瘤的20%（所有MB的8%），与WNT型MB的预后相似，可采取减量CSI或其他减少放化疗毒副作用的方案。另外，该模型将既往的标危组患者明确分为低危层和高危层，这对于未来的临床治疗具有很大意义。该模型将既往63%的标危MB分配至高危层，这些患者可能接受了较低剂量的放化疗，但预后并不及预期。所以未来对这些患者采用更高强度的治疗是值得探索的。另外，虽然该分层模型相对较为全面地评估了G4型肿瘤的分子生物学特征，但在高危层和极高危层患者中也存在显著的遗传异质性，另外，这些肿瘤中存在的新的分子特征，如H3K4和H3K27-甲基化修饰物聚合功能的基因改变等也值得进一步的研究。
参考资料：Molecular characterisation defnes clinically actionable heterogeneity within Group 4 medulloblastoma and improves disease risk-stratifcation. Acta Neuropathologica (2023) 145:651-666；https://doi.org/10.1007/s00401-023-02566-0
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撰稿：赵 赤
审校：张俊平
排版：郜志孟
