《ClinicalImaging》2022 年2月刊载[82:38-52.]新加坡的Aaron Wei-Loong Chong, Louis Elliott McAdory , David Chyi Yeu Low,等撰写的《原发性脑室内肿瘤——影像学特征、治疗后的变化和复发。Primary intraventricular tumors - Imaging characteristics, post-treatment changes and relapses》(doi: 10.1016/j.clinimag.2021.10.008. )。原发性脑室内肿瘤是一种罕见的肿瘤,起源于室管膜或室管膜下、透明隔、脉络膜丛和支持性蛛网膜组织(the ependymal or subependymal, septum pellucidum, choroid plexus and the supporting arachnoid tissue)。了解这些肿瘤在脑室系统内的常见位置,以及关键的影像学特征和表现年龄,可以显著缩小鉴别诊断。2016年,WHO通过结合组织病理学和分子数据,对几种原发性中枢神经系统肿瘤进行了分类重组。本研究着重介绍原发性脑室内肿瘤的影像学特点、组织病理学和分子学资料、治疗策略和治疗后的变化。基于分子的诊断不仅可以帮助患者分层和个性化治疗,而且还可以提供独立于WHO分类的预后和预测价值。
1. 背景脑室内肿瘤少见,占颅内肿瘤的0.8 - 1.6%。原发性脑室内肿瘤的鉴别诊断是广泛的。为了了解不同肿瘤的起源,了解脑室系统的胚胎学和组织学结构是很重要的。脑室从神经管颅端开始为室管膜内衬的外翻(The cerebral ventricles begin as ependymal-lined outpouchings from the cranial end of the neural tube )。这些外翻被称为端脑小泡,它们包含血管和原始蛛网膜(These outpouchings are called telencephalic vesicles, and they contain vessels and primitive pia-arachnoid)。脉络膜丛由原始蛛网膜下腔内陷发展而来,可引起脉络膜丛乳头状瘤和乳头状癌等肿瘤(The choroid plexus develops from an invagination of the primitive pia-arachnoid and can give rise to neoplasms such as choroid plexus papillomas and carcinomas)。蛛网膜帽细胞构成蛛网膜颗粒(Arachnoidal cap cells make up the arachnoid granulations. )。在胚胎发育过程中,这些细胞可能被困在脉络膜丛中,并导致脑膜瘤[These cells may become trapped within the choroid plexus during embryologic development and give rise to meningiomas]。室管膜瘤可起源自脑室內衬的室管膜细胞( Ependymomas can arise from the ependymal cells lining the ventricles)。室管膜内膜下是指由胶质细胞组成的室管膜下板(Subjacent to the ependymal lining is a subependymal plate composed of glial cells. )。人们认为室管膜下瘤正是起源于这些胶质细胞(It is from these glial cells that subependymomas are thought to arise)。透明隔由胶质细胞和残留的神经前体细胞构成(The septum pellucidum is lined by glial cells and residual neuronal precursor cells. )。中枢神经细胞瘤可由这些神经前体细胞产生( From these neuronal precursor cells central neurocytomas may arise )。由于脑室肿瘤的广谱性,综合考虑患者的年龄、肿瘤位置和影像学表现的系统方法可以极大地缩小鉴别诊断范围,在许多情况下可以提出最可能的诊断(With a broad spectrum of ventricular tumors, a systemic approach taking into consideration the patient's age, tumor location and imaging findings can substantially narrow down the differential diagnosis, and in many cases suggest the most probable diagnosis )(图1)。2016年,WHO通过结合组织病理学和分子数据对几种原发性中枢神经系统肿瘤进行了分类。本研究着重介绍原发性脑室内肿瘤的影像学特征、组织病理学、分子分型及治疗策略。图1概述了脑室系统中最常见的肿瘤位置。患者的人口统计学特征,关键的影像学特征和治疗策略。
图1。示意图显示脑室系统内各种原发性肿瘤最常见的位置。2.方法本综述中的病例来自于新加坡圣康总医院和新加坡总医院(the Sengkang General Hospital and Singapore General Hospital in Singapore.)的颅你磁共振成像(MRI)研究,这些研究证实了脑室内病变,并经随后的组织病理学证实。2.1. 高级成像影像在确定肿瘤可切除性和手术计划中起着至关重要的作用。计算机断层扫描(CT)扫描获得双源SOMATOM Force扫描仪(德国Erlangen,西门子医疗保健,)。在1.5 T Siemens Aera 和3.0 T General Electric Medical System SIGNA Architect机器上获取MRI。MRI具有优越的软组织对比分辨率,可以很好地表征肿瘤的内部结构和范围。神经血管解剖常因肿瘤而变形。对多平面影像研究的病理解剖进行彻底的回顾对神经外科医生的决策至关重要,以便在确保对脑实质的伤害最小的同时采取最适当和最安全的手术方法和治疗策略。2.2.手术全外科手术切除(GTR)是大多数脑室肿瘤的首选治疗方法。如果有的话,微创神经外科技术和神经内镜的进步不仅允许肿瘤活检,还有助于肿瘤切除和脑积水的同步治疗。3.原发性脑室肿瘤表1原发性脑室内肿瘤患者的人口统计学、主要影像学特征、治疗策略和复发情况总结。
3.1.室管膜瘤(图2)室管膜瘤是儿童第二常见的恶性脑肿瘤(WHO分级II级- III级),占所有脑室内肿瘤的3 -5%。大部分起源于第四脑室底,其余起源于侧脑室和第三脑室。肿瘤可通过Luschka和Magendie孔扩展,并有脑脊液扩散和脊髓种植的倾向(a propensity for CSF spread and spinal seeding)。通过分析从存档的肿瘤样本中提取的DNA,可以对室管膜瘤进行的DNA甲基化分析。基于全基因组DNA甲基化模式,九个不同的室管膜肿瘤分子亚群在所有年龄组中被识别出来,在CNS的每个解剖室中各有三个(ST, PF, SP)(表2)。分子亚群的风险分层已被证明优于组织学分级。每个分子亚群在基因、转录、人口统计学和临床上都是不同的。此外,分子亚组可以帮助识别高危患者,尤其是幕上室管膜瘤伴RELA融合(ST-EPN-RELA)和幕下室管膜瘤A型(PF-EPN-A)患儿亚组,急需有效的治疗理念(表2)。这说明分子分型的与临床相关性。无论何种分子组,室管膜瘤的主要治疗方法包括安全的手术切除和局部放疗。50%的患者出现复发,并与不良预后相关,某些亚组的5年总体生存率(OS)低至25%。研究表明,复发性室管膜瘤再程照射是安全可行的,但存在脑干的风险,放射性坏死和迟发效应。化疗保留针对幼童和接受次全切除术(STR)的患者,以及当进一步手术或放疗不再可行时复发的成人。
图5。脉络丛乳头状瘤。一位38岁的女性表现为视力模糊和眼球震颤,眼底显示视乳头水肿。A.冠状位和B.轴位T1加权增强后MRI显示菜花状肿瘤占据第四脑室,瘤内血管流动空洞(细箭头)。梗阻性脑积水伴侧脑室和第三脑室二次扩张的肿块效应。左侧枕下经小脑入路(粗箭头,B)肿瘤完全切除。C.三维CT重建显示左侧枕下颅骨切除术(粗箭头)。D.术后轴位CT显示脑室出血,需要插入双侧脑室导管。E.术后3个月轴位CT显示先前脑室内出血和脑积水消退,左侧小脑胶质细胞增生区(箭头)。F.显微照片(H-E,原始放大倍数100倍)显示立方和柱状上皮细胞围绕纤维血管柄,与脉络膜丛乳头状瘤相符。3.5. 脑膜瘤(图6)脑室内脑膜瘤(IVM)(WHO II级)约占所有脑膜瘤的1%。这些肿瘤来源于包含在脉络膜丛中的蛛网膜帽细胞,它们被认为是在妊娠第25周脑室系统内陷时随脉络膜丛迁移的(These tumors arise from trapped arachnoid cap cells contained within the choroid plexus, and they are thought to have migrated along with the choroid plexus at the time of invagination of the ventricular system by the 25th week of gestation)。由于侧脑室的脉络膜丛变大,相对于第三或第四脑室,侧脑室的脑膜瘤更为常见。根据一些研究,左侧脑室的脑膜瘤比右侧脑室的更为常见。在CT和MRI成像上,与其他轴外位置典型的强烈和均匀强化不同,对比增强后IVM可不均质增强(图6)。脑室内肿瘤也可出现钙化、坏死和囊性改变。IVMs与其他部位脑膜瘤的影像学特征差异可能是由于其分子表型的差异。Jungwirth等发现,在他们的IVMs队列中,2型神经纤维瘤病(NF2)染色体(Chr) 22q上的遗传改变是最常见的突变,而此前在其他位置的脑膜瘤中报道的其他常见遗传改变在他们的病例中中未发现。此外,他们发现chr1p的丢失与脑膜瘤侵袭性和复发性更强有关。
图10。髓母细胞瘤。26岁女性,表现为小脑性共济失调和呼吸障碍。A.轴位、B.冠状位和C.矢状位T1W增强后MRI显示上延髓菱形窝左半部分不均一强化结节性病变,脑桥内有囊性成分(细箭头)。经枕下、小脑上和幕下入路(粗箭头)切除肿瘤。组织学显示为髓母细胞瘤。D.术后T2W轴位MRI显示桥脑肿瘤残留囊性成分(箭头)。E.轴位CT扫描显示囊性病变内插入一个Ommaya贮液囊。F.三维CT重建显示枕下颅骨切除术(粗箭头)和右侧枕骨Ommaya贮液囊(细箭头)。在需要时能从Ommaya贮液囊抽取囊性液体。3.11. 胶样囊肿(图11)胶样囊肿是先天性良性囊性肿瘤(WHO分级1级),分别占所有颅内和脑室内肿瘤的0.5%-2%和15 - 20%。它们通常位于第三脑室的前上侧,与穹窿相连,靠近Monro孔。它们呈圆形或卵形,通过球阀式机制阻碍脑脊液循环,导致梗阻性脑积水。这种不寻常的现象被称为 Bruns综合征,其特征是由突然的头部运动引发的剧烈头痛、呕吐和眩晕的突然发作。推测该综合征的原因是活动性脑室内病变,由间歇性或位置性脑脊液梗阻和颅内压升高导致发作性梗阻性脑积水。这可能会持续几分钟到一个小时,在最坏的情况下,可能会导致突然死亡。由于胶样囊肿本身蛋白质含量高,在CT图像上表现为高密度。由于囊肿内容物的不同,胶样囊肿的MR信号变化很大。约一半的囊肿为T1高信号,其余为等信号或低信号。大多数胶样囊肿T2W序列呈低信号(图11E)。神经内镜开窗切除术是首选的治疗方法。或者,经胼胝体经孔入路可用于囊内切除(Neuroendoscopic fenestration and excision is the preferred treatment approach. Alternatively, a transcallosal transforaminal approach can be employed for intracapsular resection)。术后并发症包括癫痫、无菌性脑膜炎、脑室炎和浅表伤口感染,甚至颅神经麻痹(seizure, aseptic meningitis, ventriculitis and superficial wound infection, and even cranial nerve palsies)。在50%的患者中,不完全切除或残留的上皮组织可能导致复发,可能需要后续的永久性脑脊液引流治疗,和/或为抽吸囊肿而插入Ommaya贮液囊。
图11。胶样囊肿。一名38岁女性,几个月来头痛不断恶化。冠状位T1W图像显示第三脑室上侧边界清楚的低信号病变。B.轴位FLAIR和C.轴位T2W图像显示病灶高信号内容物,阻塞双侧Monro孔,导致脑积水。随后,患者接受神经内镜开窗术,囊肿病灶次全切除。病变组织学显示沿壁伪复层纤毛上皮,与胶样囊肿相符。D.术后三个月的冠状位T1W图像显示残留或复发性囊性病变,内容物高度衰减(箭头)。E.病灶轴位FLAIR和F. T2W图像显示T2低信号,提示含铁血黄素。她接受了重复的神经内镜肿瘤切除和放置Ommaya贮液囊。G.术后冠状位和H轴位CT图像显示囊性病变内Ommaya贮液囊的导管尖端和左侧脑室-腹腔分流管的单独导管尖端。I颅骨三维重建CT图像显示右侧额骨开颅术,并有原位Ommaya贮液囊(箭头)。4.脑室周围肿瘤类似脑室内肿瘤4.1血管母细胞瘤(HGB)中枢神经系统(CNS)的HGBs是良性血管性新生物,最常累及小脑,其次是脑干和脊髓。这些是生长缓慢的中枢神经系统肿瘤,通常位于脑室周围且多灶性,位于小脑、脑干和脊髓。较大的肿瘤常掩盖第四脑室并伴有继发性脑积水,可能与原发性脑室内肿瘤相似。MRI典型表现为结节强烈强化伴瘤周囊肿。大多数中枢神经系统HGB是散发的,但约30%的患者与Von Hippel-Lindau (VHL)病相关。VHL是一种罕见的常染色体显性遗传综合征,与位于染色体带3p25-26上的VHL肿瘤抑制基因突变有关。除了累及中枢神经系统外,VHL的致病性变异还可表现出其他临床表现,包括嗜铬细胞瘤、透明细胞肾细胞癌、肾囊肿、胰腺囊肿、胰腺神经内分泌瘤和内淋巴囊瘤。CNS HGB患者发生VHL疾病的风险与患者年龄呈负相关,说明基因检测对儿童HGB患者的重要性。儿童患者的HGB手术切除比成人更具有挑战性,因为有较高的潜在出血风险。术前对这些肿瘤进行栓塞治疗通常得到提倡。立体定向放射外科是一种替代治疗方式,更适合非手术病例,以及多发或复发肿瘤患者。4.2. 毛细胞星形细胞瘤(PA)毛细胞星形细胞瘤(Pilocytic astrocytoma,PA)为WHO I级肿瘤。在儿童中,最常见的感染部位是小脑(67%),在极少数情况下是幕上区;成人幕上部位占优势(55%)。相比女性,男性更易罹患。PA占儿童青少年原发性脑瘤的15.4%,占儿童原发性脑瘤的17.6%。在CT上,PAs通常表现为圆形/椭圆形,轻度低密度,增强强化。在MRI上,PAs通常为T1低信号或等信号,而在T2加权或FLAIR图像上为高信号。它们由带有囊肿的肿瘤结节组成。手术是治疗的主要手段;随后可能进行放疗,特别是对未完全切除的肿瘤。在肿瘤进展的情况下,可以给予化疗,特别是在无法手术的情况下。在个性化医疗和靶向治疗的时代,将分子数据整合到WHO的中枢神经系统肿瘤分类中变得越来越重要。基因组测序技术表明,丝裂原激活蛋白激酶(MAP-K)通路的单一异常仅在几乎所有PA患者中发现。研究发现,KIAA1549:BRAF融合突变与适当的形态学特征相关,支持脑不同区域PA的诊断。还发现了其他不常见的融合伙伴,影响细胞表面的酪氨酸激酶生长因子受体(如FGFR1)以及BRAF V600E、KRAS和NF1突变。一般来说,PA被认为预后良好,据报道其10年生存率超过90%。PA的鉴别诊断为低级别(WHO I/II级)肿瘤,包括神经节胶质瘤、胚胎发育不良神经上皮瘤(DNET)、多形性黄色星形细胞瘤(PXA)和菊形团成形胶质神经元瘤(RGNT)[ ganglioglioma, dysembryoplastic neuroepithelial tumor (DNET), pleomorphic xanthoastrocytoma (PXA) and rosette-forming glioneuronal tumor (RGNT)]。4.3. 菊形团成形胶质神经肿瘤菊形团成形胶质神经肿瘤(Rosette-forming glioneural tumor,RGNT) 是一种罕见的、生长缓慢的良性肿瘤,主要累及第四脑室区,主要影响平均年龄约31.9岁(范围:12 - 59岁)的年轻人。女性比男性更易受影响,比例为2:1。在MRI上,RGNT在T1加权图像上表现为等到低信号,在T2加权图像上表现为高信号。肿瘤边界相对较好,有不同程度的对比剂增强,有实性和囊性成分,偶见钙化。显微镜检查显示出两种不同的成分。神经细胞成分由统一的神经细胞群组成,形成神经细胞菊形团和/或血管周围伪菊形团[ The neurocytic component consists of a uniform population of neurocytes forming neurocytic rosettes and/or perivascular pseudorosettes]。第二种成分是具有类似PA的梭形细胞和纤维细胞的胶质成分(the glial component with spindle and piloid cells resembling PA)。许多基因突变已被发现与RGNT有关;最常见的遗传标记是PIK3CA突变。FGFR1突变也与肿瘤的发病机制有关,也与IDH1、KIAA1549:BRAF基因融合、PPP1R1A和RNF21有关。手术切除是治疗的主要方法。尚不清楚化疗和放疗作为主要治疗或辅助治疗的有效性。5. 结论了解脑室系统内常见的肿瘤位置,以及主要的影像学特征和发病年龄,可以显著缩小原发性脑室内肿瘤的鉴别诊断范围。晚期影像学在术前治疗计划、指导手术切除和术后监测等方面发挥着至关重要的作用。在儿科人群中,分子亚组鉴定出高危ST-EPN-RELA(幕上室管膜瘤伴RELA融合)和PF -EPN- A(幕下室管膜瘤A型)室管膜瘤,结果不佳。尽管髓母细胞瘤的分子亚组不断增加,复发和转移仍然是最不利的预后因素,尤其是影响SH激活组和组3和组4。在患有GBM的成年人群中,分子数据表明与IDH野生型肿瘤相比,IDH突变具有较好的预后。IDH1突变肿瘤预后良好的其他独立预测因素是ATRX基因缺失、Ki-67低表达、TERT启动子突变和MGMT启动子甲基化。分子诊断不仅可以帮助患者分层和个性化治疗,还可以提供独立于WHO分类的预后和预测价值。