成人髓母细胞瘤的分子生物学特征

芷容康康 2024-02-14 05:39:42

研究背景

髓母细胞瘤(Medulloblastoma,MB)是儿童最常见的恶性脑肿瘤之一,发病率为0.48/100,000。成人髓母细胞瘤的发病率仅为0.15/100,000,明显低于儿童。目前尚未确立成人MB的标准治疗,现有的治疗手段包括最大范围安全切除,全中枢放疗并辅以(或不辅以)化疗。但由于成人患者历来被排除于儿童髓母细胞瘤临床研究之外,因此缺乏基于风险分层的诊疗,这些患者往往只接受了手术和标准剂量的全中枢放疗。

在分子层面,所有髓母细胞瘤均可分为WNT、SHH、G3和G4四个亚型,但成人MB可视为一个独立的实体。大多数成人MB为SHH型(约60%),其次为G4型和WNT型,G3型相对罕见。成人WNT型肿瘤的预后可能差于儿童,但也可能取决于不同的治疗。

大多数成人SHH型属于SHH∆/SHH-4型,TERT启动子突变、U1突变比例高,而体细胞TP53突变很少,种系TP53突变罕见。近期研究发现成人SHH型MB根据表观遗传学特征还可以分为aSHH-MBI型和aSHH-MBII型。

但总体而言,针对成人髓母细胞瘤(特别是大龄青少年和年轻成人)临床特征与分子改变相关性的研究很少。本研究主要揭示了一个大规模成人MB队列的分子生物学特征及其与临床表现的关系。

研究结果

1、患者的人口学和临床特征

本研究共纳入193例15岁以上髓母细胞瘤患者,所有患者的肿瘤均可获得全基因组甲基化信息。共154名患者可获得生存信息。主要的研究手段为全基因组DNA甲基化分析、RNA测序,并通过甲基化数据推断拷贝数改变和识别高频的改变。

通过甲基化分析,可将189例(99%)髓母细胞瘤分在已知的亚型中(补充图1b)。包括30例WNT型(15.8%),122例SHH型(59.3%),6例G3型(3.2%)和41例G4型(21.7%)。SHH亚型以SHH-∆/SHH-4为主(n=106,94.6%),其中aSHH-MBI型51例(48.1%),aSHH-MBII型 55例(51.9%)。利用新的G3&G4型分类方法(8个亚型)进行分类,本研究中G3&G4型主要为VIII/8亚型(n=24,58.5%)。

整个队列的中位年龄为26.7岁,其中SHH型确诊年龄最大(p<0.0001)。男性患者占61.1%,确诊时无转移性疾病的患者占80.9%,接受过全切/近全切除肿瘤的患者占84.3%,接受过化疗的患者占81.2%。共有116例患者可获得放疗信息,其中100例(86.2%)接受CSI+局部补量放疗,6例接受局部放疗,1例接受全脑放疗,另有5例不明。共有95例患者可获得放疗具体剂量,其中≤24Gy为20例,30-35Gy为29例,≥36Gy为46例。共46例患者可获得肿瘤复发的信息,其中17例为局部复发,29例为播散转移。

补充图1b:通过基因组甲基化分析将成人MB分为4个亚型

图1a:患者的临床特征、分子分型、基因突变和染色体改变情况

2、分子分型和染色体异常

广泛的拷贝数改变与既往关于MB的研究是相似的(图1a)。其中WNT型常见6号染色体单体型。SHH型常见3p缺失(8.0%)、3q获得(20.5%)、9q缺失(27.7%)、10q缺失(13.4%)、14q缺失(15.2%)、17p缺失(15.2%),但MYCN、GLI2、PTEN突变少见(分别为4、1%、6.8%、2.7%),MYCN和GLI2扩增也很少见(分别为3.6%、1.8%)。

在74例可进行TP53测序的SHH型肿瘤中,仅有3例存在TP53突变。SHH型常见的突变为:CREBBP(13.5%)、DDX3X(43.2%)、FBXW7(17.6%)、GSE1(12.2%)、LHX1(10.8%)、ptch1(35.1%)、SMO(23.0%)和U1 SnRNA(93.5%)。

在aSHH-MBI型和aSHH-MBII型中,14q缺失的比例不同(I型29.4%,II型3.6%),其他拷贝数改变无明显差异。其他基因突变在两型中的分布差异为:FBXW7(I型8.8%,II型27.8%;p=0.03);KAT6B(I型17.7%,II型2.8%;p=0.04);SMO(I型44.1%,II型5.6%;p=0.0001);XPO1(I型17.7%,II型2.8%;p=0.04)。

在G4型肿瘤中,主要的分子改变包括:8号染色体缺失(26.5%)、11号染色体缺失(12.2%)、13号染色体缺失(19.5%)、17q等臂染色体(75.6%)。MYCN扩增1例(2.4%),MYCN获得1例(2.4%)。除11号染色体缺失和17q等壁染色体外,其余改变在各亚型间的分布基本相同。

3、分子特征与预后的关系

各个亚型间肿瘤的进展和死亡率无明显差异。在整个队列中,肿瘤播散转移与较差的PFS有相关性,但在各个亚型内无统计学差异。在单因素分析中,是否接受化疗或次全切除与不良预后无关。各个亚型的5年生存率无明显差异(p=0.06,图3a)。WNT组、SHH组、第3组和第4组的5年生存率分别为64.4%、61.9%、80.0%和44.9%。等位染色体17q与整个队列的不良预后相关(49.1% vs 62.6,p=0.02),但与单一亚型的不良预后无关。

在SHH型中,3p缺失(5y-PFS(下同),28.6% vs 65.2%,p=0.02)、10q缺失(25.6% vs 68.0%,p<0.0001)(图3b)、17p缺失(50.0% vs 63.7%,p=0.02)(图3c)、PTCH1突变(5y-PFS,51.5% vs 75.2%,p=0.03)与较差的预后相关。TP53突变与不良预后相关(HR12.6,p=0.002)。VEGFA表达每增加一个单位,HR增加1.2。但aHH亚型、3q获得、9q缺失、14q缺失与预后无关。在多因素分析中,3q缺失(p=0.04)和10q缺失(p=0.001)仍然与预后相关。

在G4型中,8号染色体缺失与有利预后相关(5y-PFS,缺失70%,平衡35.6%,p=0.04)(图3d)。这与儿童队列是相似的,在62名儿童MB患者中,8号染色体缺失患者的5y-PFS为77%,而8号染色体平衡患者为43.7%。但8号染色体缺失与VIII型的预后无关。另外,在G4型中11号染色体缺失或13号染色体缺失与预后无关。

图3:不同组别患者的生存曲线图:a:不同分子亚型;b:SHH型10q缺失/平衡;c:SHH型17p缺失/平衡;d:G4型8q缺失/平衡

讨论

本研究发现,成人髓母细胞瘤各分子亚型具有明显的临床和生物学异质性。一些特定的遗传特征,如SHH型中3p缺失、10q缺失、17p缺失或PTCH1突变与较差的5y-PFS相关,而G4型中8号染色体的缺失与较好的5y-PFS相关。这表明成人髓母细胞瘤的遗传学特征不同于儿童。本研究未发现任何临床因素,如年龄、性别、肿瘤转移、切除程度与预后的关系。本研究中化疗未能改善PFS,这与既往研究矛盾。可能是由于不同机构的化疗方案不同,或只有被认为“风险较高的”患者接受了化疗。很多研究发现CSI后进行化疗可使患者生存获益,但成人对儿科化疗方案的耐受性仍然值得担忧,需要前瞻性研究加以证实。

成人髓母细胞瘤的风险分层尚未建立,本研究未能确定不同分子亚型的生存差异,这与既往的研究一致。特别是成人WNT型肿瘤并不像儿童那样具有良好的预后。在成人SHH型肿瘤中,TP53突变的发生率较低,且很少出现种系突变。10q缺失是成人MB的强有力的不良预后因素,在儿童MB中未观察到。相反儿童MB中14q缺失的预后价值在成人MB中并未体现。

儿童和成人G3&G4型MB也有很大差异。在儿童G3&G4型MB中,MYC和MYCN扩增出现的比例约为17%和5%,这高于成人G3&G4型MB。儿童G3&G4型MB的11号染色体缺失在成人MB中不能预测预后。而本研究中8号染色体缺失与成人G4型MB有利的预后相关,这与儿童G4型是一致的。

本研究的主要局限性在于,患者接受的治疗是异质性的,而且化疗的应用比例更高。在针对儿童MB患者的临床研究中已经根据不同分子亚型设计方案,以达到升级或降级治疗的目的。根据本研究的结果,成人MB的风险分层可能不仅仅由亚型决定,而是需要参考具体的遗传学改变。本研究确定了成人MB的预后因子,未来可通过这些预后因子来建立风险分层标准,从而设计更合理的前瞻性临床研究方案。

参考文献:Hallie Coltin et al. Subgroup and subtype-specifc outcomes in adult medulloblastoma. Acta Neuropathologica. doi.org/10.1007/s00401-021-02358-4

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撰稿:赵赤

审校:张俊平

排版:郜志孟

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