知行合一 前沿论点 | 李智 李海南：儿童型弥漫性胶质瘤的分子遗传学特征

重视分子遗传学特征在弥漫性胶质瘤分型和分级的意义

（第二部分：儿童型弥漫性胶质瘤）

李海南¹ 李智²

¹广东三九脑科医院病理科，广州510510；²广东省人民医院病理科，广州510080

李智，Email:[e-mail]

李海南，Email：[e-mail]

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第5版中枢神经系统（CNS）肿瘤将弥漫性胶质瘤分为“成人型”和“儿童型”，是指这些肿瘤主要地发生在成人或儿童，但并非只发生于成人或儿童，其分类的标准并非年龄，而是通过整合临床、组织学特征和分子遗传学特加以区分。尽管有些肿瘤的组织学形态相似，但由于不同的分子特征而分别归类于成人或儿童肿瘤，其生物学行为和预后也有所差异。儿童型肿瘤并非成人肿瘤的“缩小版”。儿童型弥漫性胶质瘤分为低级别和高级别胶质瘤，各有4个组织学类型，从分型的种类而言较为复杂，其实是强调了儿童型肿瘤与成人型肿瘤的区别，应注意不使用成人型肿瘤的诊断术语和分子遗传学特征去诊断儿童病例，也不应采用成人型肿瘤的分子特征去评估儿童型肿瘤的预后。

一、儿童型弥漫性低级别胶质瘤

儿童型弥漫性低级别胶质瘤中的弥漫性星形细胞瘤，MYB或MYBL1变异型与血管中心性胶质瘤均为MYB基因相关性肿瘤。由于这一类肿瘤的组织学形态与成人型低级别星形或少突胶质细胞瘤较为相似，不检测其基因变异容易误诊为CNS WHO 2级的成人型肿瘤，因此整合诊断是必须采用的诊断策略。MYB是含MYB/SANT结构域转录因子家族的基因，MYBL1基因的作用与之类似。MYB 或 MYBL1变异形式包括基因拷贝数变异（缺失或扩增）和基因融合，MYB伴侣基因有QKI、ESR1、MMP16、MAML2、PCDHGA1等，MYBL1伴侣基因有RAD51B、MAML2、ZFHX4、TOX等。在弥漫性星形细胞瘤，MYB或MYBL1变异型中最多见的融合伴侣基因是PCDHGA1, MMP16和MAML2，但少数可与QKI基因融合。血管中心型胶质瘤最多见的是MYB-QKI基因融合，少数伴有其它基因融合或扩增。若出现MYB-QKI基因融合时，这两种病变有组织学形态的重叠，均表现为血管周围放射状排列方式，且在DNA甲基化分析时显示MYB/MYBL1基因变异肿瘤有相同或接近的甲基化聚类表现【45-46】。

青年人多形性低级别神经上皮肿瘤因具有独特的全基因组DNA甲基化聚类特征，从组织学容易误诊的神经节细胞胶质瘤和少突胶质细胞瘤中分离出来作为一个独立的肿瘤实体【47】。组织学表现为弥漫性生长模式，存在不同程度的少突胶质细胞样肿瘤细胞，免疫组化表型为CD34弥漫阳性，同时伴有BRAFV600E突变或FGFR2/3融合（图1）。这种肿瘤的发生与丝裂原激活蛋白激酶（MAPK）信号转导通路异常激活有关，常见基因变异是BRAF V600E基因突变或FGFR2、3基因融合，融合伴侣基因有FGFR2-KIAA1598、FGFR2-CTNNA3和FGFR3-TACC3【48-49】。需要注意的有2点：（1）BRAF V600E基因突变和FGFR2/FGFR3基因融合几乎总是互斥的，目前尚没有同时变异的病例；（2）FGFGR3-TACC3基因融合也可发生在成人型IDH野生型胶质母细胞瘤中【50】，由于青年人多形性低级别神经上皮肿瘤可以出现瘤细胞的多形性，可有多核和怪异核的出现，故发生该基因融合时容易误诊。因此不能单凭此基因融合诊断为成人型胶质母细胞瘤，除了Ki-67指数较高、核分裂像多见和坏死等组织学特征外，成人型IDH野生型胶质母细胞瘤当具有FGFGR3-TACC3基因融合时常伴有CDK4和MDM2等基因的扩增【51】，这是青年人多形性低级别神经上皮肿瘤所不具备的分子特征，可以用以鉴别诊断。文献中报道的一例具有“FGFR3-TACC3基因融合”的青年人多形性低级别神经上皮肿瘤最后出现“胶质母细胞瘤样”的病程进展，预后较差【52】，尚需要更多病例明确该基因融合是否为独立的预后因素。

弥漫性低级别胶质瘤，MAPK通路变异型是较为少见的病变，其形态学也具有弥漫性和浸润性生长方式，与成人型少突胶质细胞质或星形细胞瘤有相似之处，免疫组化表现明显的胶质分化，无IDH基因突变，MAPK通路基因的变异，没有分子检测两者不能区分（图2），目前尚未有明确的CNS WHO分级。该肿瘤的发生也与MAPK信号转导通路激活相关，主要的基因变异为FGFR1酪氨酸激酶结构域（TKD）重复、FGFR1基因突变、FGFR1基因融合，以及BRAF V600E基因突变 、BRAF 融合、BRAF插入突变等【46, 53】。诊断时应注意的问题：（1）具有FGFR1 TKD重复或FGFR1基因突变的肿瘤形态学与成人型少突胶质细胞瘤、菊形团形成的胶质神经元肿瘤（RGNT）和胚胎发育不良性神经上皮肿瘤（DNT）相似，均有丰富的“少突样”细胞，而且DNT和RGNT也具有FGFR1 TKD重复、FGFR1基因突变、FGFR1-TACC1基因融合或BRAF V600E基因突变等MAPK通路基因变异，两者的组织学和分子特征重叠性很高【46, 53】。必须结合肿瘤发生的年龄、部位、长期癫痫史等临床和影像学等表现综合分析加以鉴别（图3）。（2）具有BRAF V600E基因突变的肿瘤与毛细胞性星形细胞瘤、神经节细胞胶质瘤和多形性黄色星形细胞瘤形态相似，且均有BRAF基因变异，需要通过有无Rosenthal纤维、CD34是否阳性以及有无CDKN2A/B基因变异进行鉴别。

应认识到具有MAPK通路变异特征的低级别胶质瘤是一组异质性较大的病变，其肿瘤类型和分子变异并非一一对应，通过全基因组DNA甲基化分析也并非单一聚类特征，而是与其它类型的肿瘤有交叉和重叠【46, 54】。因此，在诊断时也不能单独依据分子特征进行诊断，还是通过整合诊断综合分析，在临床实践中有时的确分型困难。当不易明确具体分型时需要掌握的诊断原则是：（1）不要将儿童型低级别弥漫性胶质瘤诊断为成人型弥漫性胶质瘤，特别是低级别IDH突变型星形细胞瘤或少突胶质细胞瘤。因为儿童型低级别弥漫性胶质瘤在组织学形态方面具有星形或少突胶质细胞的特点，在生长方式上又具有浸润性生长方式，故有时难以区分。尽管有浸润性生长方式，儿童型低级别弥漫性胶质瘤很少进展，预后较成人型低级别胶质瘤好【53】。（2）当肿瘤出现高风险的基因变异时，不宜诊断为儿童型低级别弥漫性胶质瘤。低风险基因变异包括MYB或MYBL1基因变异、FGFR2基因融合、NF1基因突变、BRAF基因融合、FGFR1-TACC1基因融合、FGFR TKD重复；中风险基因变异包括BRAF V600E突变、FGFR1单核苷酸变异（SNV）、MET单核苷酸变异（SNV）、IDH基因突变；高风险基因变异包括伴有CDKN2A/B纯合性缺失的BRAF V600E突变和H3.3基因突变等【53】。与SNV驱动的肿瘤相比，融合基因驱动的肿瘤具有更年轻、CNS WHO 1级组织学特征更明确和很少出现进展及死亡率更低的特征。

二、儿童型弥漫性高级别胶质瘤

弥漫性中线胶质瘤，H3 K27 变异型有4个分子亚型，分别是H3.3 K27突变型、H3.1或3.2 K27突变型、H3野生伴EZHIP过表达型和EGFR突变型，这4个亚型缺乏组织学的差异，均可表现为高级别或低级别的形态特征，但均为CNS WHO 4级。所有亚型都出现H3K27me3广泛表达缺失，其原因是H3K27M突变（少数为H3K27I突变）后与甲基化转移酶EZH2相互作用抑制多梳抑制复合物2（PRC2）的活性导致H3K27me3表达量显著降低【55】。H3 K27突变型绝大部分病例为H3K27M突变，少数为H3K27I突变，部分病例可出现IDH1/2基因突变或H3G34V/R基因突变，BRAF V600E基因突变、PDGFRA基因扩增、ACVR1基因突变、以及CDKN2A/B纯合性缺失和TERT启动子基因突变，若肿瘤发生部位和组织学形态符合弥漫性中线肿瘤的定义时【3】，应诊断为“弥漫性中线胶质瘤，H3 K27 变异型”。应注意的是，部分非中线部位或非弥漫性胶质瘤类型，如部分毛细胞性星形细胞瘤、神经节细胞胶质瘤或室管膜下瘤等可检测到H3K27M基因突变【56-57】，此时不应诊断为弥漫性中线胶质瘤，尽管在这种情况下病变的预后可能不佳。正如前文所述，个别非中线部位的H3K27M突变者【43-44, 58】，可诊断为“伴有H3K27M突变的弥漫性胶质瘤，NEC”，根据组织学特征分级为CNS WHO2-4级，需要临床密切随访明确其预后特征。H3.1或3.2 K27突变型的发生率较H3.3 K27突变型低，发病人群更年轻（中位年龄5岁）且预后较H3.3 K27突变型稍好（中位生存期16M），可同时伴有PI3K或MAPK通路相关基因变异【59】。

EGFR突变型弥漫中线胶质瘤中的EGFR基因异常在大多数病例为编码细胞内酪氨酸激酶结构域（TKD）的20外显子出现小的框内插入/复制，其他类型包括错义突变或极少数的基因扩增【60-61】。也可同时伴有TP53、PPM1D、ATM等基因变异。该亚型通常发生于儿童（7-8岁）的双侧丘脑，组织学表现为高级别，GFAP弥漫阳性但常缺乏Olig-2和SOX-10的表达。H3野生伴EZHIP过表达型最少见，缺乏H3K27M免疫组化表达，但表现为H3K27me3表达缺失和EZHIP蛋白过表达。在诊断时应注意，并非所有H3K27me3表达缺失均为弥漫中线胶质瘤，部分高级别恶性外周神经鞘膜肿瘤和PFA型后颅窝室管膜瘤也会失表达H3K27me3，因此，采用免疫组化联合检测H3K27M、H3K27me3和EZHIP对中线部位胶质瘤的鉴别诊断十分重要。

弥漫性大脑半球胶质瘤，H3 G34突变型通常发生于儿童和青年人，发病机制与H3.3发生错义突变相关，第34位甘氨酸被精氨酸（G34R，>94%）或缬氨酸（G34V，<6%）取代【62】。这个基因变异较为特异，只见于该肿瘤类型，同时可伴有TP53、ATRX、PDGFRA、CCND2和CDK6等基因变异，部分变异与预后不良相关【63】，但与IDH基因突变互斥。组织学形态表现为高级别胶质母细胞瘤样多形性细胞或中枢神经系统胚胎性肿瘤样的小蓝圆细胞，不论有无微血管增生和（或）坏死，只要肿瘤细胞表达G34R或G34V，均诊断为该类型。在诊断时应注意一些线索，如肿瘤TP53高表达、Olig-2和ATRX表达缺失、MGMT甲基化，应考虑诊断该类型。

弥漫性儿童型高级别胶质瘤，H3野生和IDH野生型好发于儿童和青年，具备高级别胶质母细胞瘤样或胚胎性肿瘤的组织学特征，但与成人型胶质母细胞瘤不同的是，血管内皮增生和坏死并不是肿瘤预后差的指征【64】。通过DNA甲基化分析显示该类肿瘤与成人胶质母细胞瘤有完全不同聚类表现，而且有明确的分子特征。因此，在临床实践中不能轻易地将H3和IDH野生的高级别胶质瘤都归入这个类型。根据其分子特征有3个亚型，即弥漫性儿童型高级别胶质瘤RTK1型、RTK2型和MYCN型。RTK1型具有高频PDGFRA基因扩增，常常与结构性错配修复缺陷综合征（CMMRD）和林奇综合征相关；RTK2型的分子特征是EGFR扩增和TERT启动子基因突变；MYCN型是MYCN基因扩增为特征的【54, 65】。三个亚型均不具有H3K27me3的表达缺失和成人型7+/10-染色体变异及EGFR VIII基因突变的特点。MYCN亚型可发生于幕下，组织学可表现为密集成团的细胞且免疫组化检测GFAP表达较弱而神经元标记阳性，有时会与髓母细胞瘤相混淆，此时若Olig-2表达阳性则支持MYCN亚型的诊断（图4）。当然，如果有检测条件通过DNA甲基化分析能够明确地进行鉴别诊断。

婴儿型大脑半球胶质瘤目前报道的病例均在出生后12个月内发病（中位年龄2.8个月）均位于幕上大脑半球，分子遗传学特征为受体酪氨酸激酶（RTK）家族变异，主要有4个分子亚型：NTRK变异亚型（NTRK1/2/3基因融合）、ROS1变异亚型（ROS1基因融合）、ALK变异亚型（ALK基因融合）和MET变异亚型（MET基因融合）。在组织学形态方面，该类型肿瘤的变异较广泛，可以出现高级别胶质母细胞瘤样特征，也可以是肥胖细胞型星形细胞瘤、神经节细胞胶质瘤、室管膜瘤，甚至是促纤维增生性婴儿型节细胞胶质瘤/星形细胞瘤样的低级别肿瘤特征【66-67】。目前该肿瘤类型尚未有明确CNS WHO分级，其原因是不同的驱动基因导致的临床预后有所不同，ALK融合肿瘤好于ROS1融合肿瘤，NTRK融合肿瘤预后中等；ALK融合的组织学低级别肿瘤好于组织学高级别肿瘤。免疫组化检测对于部分ALK融合肿瘤有意义，但NTRK免疫组化结果不能明确是否有该基因融合，因为正常脑组织也可表达NTRK。

目前的成人和儿童型胶质瘤的诊断较之前已发生了巨大的变化，这也反映出神经肿瘤相关领域对疾病分子遗传特征和临床表现认知水平的提高，整合诊断和分层报告体系已成为诊断的必要形式。相信随着分子病理技术的广泛使用，还会出现更多和更新的分子变异，理解和正确解读这些变异不但能正确地分型和分级，而且可以更准确地判断预后并提供临床治疗的新靶点。

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