《Frontiers in Neurology》:Integrating molecular profiling into glioma diagnosis: implications of the WHO-CNS5-2021 classification of adult-type diffuse gliomas in Colombian patients
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本文基于WHO-CNS5(2021)新分类标准,通过对22例哥伦比亚成人弥漫性胶质瘤患者进行IDH1/2、TERT、EGFR、1p/19q共缺失及MGMT启动子甲基化等分子标志物检测,揭示了分子分型与组织病理学诊断之间存在23%的差异率,凸显了分子整合诊断在精准分型、预后评估及治疗决策中的关键价值。
引言
胶质瘤是成人中最常见的原发性恶性中枢神经系统(CNS)肿瘤,是一组具有可变临床行为的异质性肿瘤,需要精确的诊断。分子生物标志物的识别对于CNS肿瘤的诊断、预后和治疗日益重要。2021年世界卫生组织(WHO)CNS第5版肿瘤分类强调了分子特征在胶质瘤诊断中的整合应用。本研究旨在依据WHO-CNS5分类的建议,对一组哥伦比亚患者的胶质瘤进行分子表征。
材料与方法
本研究纳入了22例接受脑肿瘤组织手术切除的哥伦比亚患者。样本来自波哥大的三个神经外科转诊中心。分子分析技术包括桑格测序(Sanger sequencing)、多重连接依赖性探针扩增(MLPA)和甲基化特异性MLPA(MS-MLPA),用于检测IDH1、IDH2、TERT和EGFR的突变,以及1p/19q共缺失和MGMT启动子甲基化状态。数据分析采用Coffalyser-Net等软件,并根据WHO(2021)指南和Bertero等人描述的算法进行分子分类。
结果
患者社会人口学特征显示,男性占40.9%(n=9),女性占54.54%(n=12),1例未知。组织病理学诊断分布为:胶质母细胞瘤72.7%(n=16),星形细胞瘤13.6%(n=3),少突胶质细胞瘤9%(n=2),节细胞胶质瘤4.5%(n=1)。
分子分析结果显示,40.90%(n=9)的样本存在IDH1致病性变异:p.R132H占27.27%(n=6),p.R132S占13.63%(n=3)。此外,13.63%(n=3)存在p.G105G同义变异。IDH2中,仅4.54%(n=1)存在p.R172W变异(该样本同时存在p.R132H)。在IDH野生型样本中,TERT启动子突变分析显示38.46%(5/13)存在C228T变异。
拷贝数变异(CNV)分析显示,13.63%(n=3)的样本存在PDGFRA扩增,36.36%(n=8)存在EGFR扩增,22.72%(n=5)存在CDKN2A纯合性缺失,31.81%(n=7)存在CDKN2A杂合性缺失。所有CDKN2A纯合性缺失均见于IDH野生型肿瘤患者。1p/19q共缺失分析显示,11.11%(1/9)的IDH突变样本存在此改变。MGMT启动子区域高甲基化发生率为54.54%(n=12)。
根据WHO-CNS5分类算法,40.9%(9/22)的样本被分类为IDH突变型。其中,11.1%(1/9)存在1p/19q共缺失,分类为“少突胶质细胞瘤,IDH突变和1p/19q共缺失,WHO 2级或3级”。其余7例无1p/19q共缺失,分类为“星形细胞瘤,IDH突变型”。59%(13/22)的患者为IDH野生型,其中76.9%(10/13)存在TERT突变和/或EGFR扩增,被分类为“胶质母细胞瘤,IDH野生型,WHO 4级”。3例IDH野生型胶质瘤未检测到IDH、TERT或EGFR突变,被分类为“弥漫性胶质瘤IDH野生型NEC(未另作分类)”。
组织病理学与分子分类的比较揭示了23%的不一致率。差异主要源于最初组织病理学分类为胶质母细胞瘤的病例,经分子分析被重新分类为星形细胞瘤(IDH突变型)。
讨论
本研究强调了将分子分析整合到胶质瘤诊断中的重要性。23%的诊断不一致率凸显了单纯组织病理学分类的局限性,尤其是在分子特征能提供更准确预后和治疗指导的情况下。IDH突变状态是区分成人弥漫性胶质瘤的关键。IDH突变导致致癌代谢物D-2-羟基戊二酸(D-2HG)的产生,与更好的预后和对替莫唑胺(TMZ)治疗的反应改善相关。
本研究在哥伦比亚人群中观察到较高比例的非经典IDH1(p.R132S)突变,其可能与不同的酶活性和临床结局相关。同时发现一例罕见的IDH1 p.R132H和IDH2 p.R172W共存突变病例,其临床意义有待进一步研究。
CDKN2A缺失是重要的预后标志物。本研究在IDH突变型星形细胞瘤中观察到CDKN2A杂合性缺失,而在IDH野生型肿瘤中观察到纯合性缺失,后者与更差的生存期相关。在IDH野生型胶质瘤中,TERT启动子突变和EGFR扩增是定义胶质母细胞瘤的关键分子事件。
MGMT启动子甲基化具有预测TMZ化疗反应的价值。本研究使用MS-MLPA检测到40%的胶质母细胞瘤存在MGMT高甲基化。
在技术层面,MLPA和桑格测序各有优劣。MLPA在检测低频率体细胞突变(如TERT启动子突变)方面灵敏度较高,但其探针覆盖的IDH突变类型有限。桑格测序能检测特定区域的所有突变,但对低丰度(低于15-20%等位基因频率)突变的检测能力有限。
将分子分类纳入临床实践面临挑战,特别是在资源有限的环境中。然而,精准诊断是选择合适治疗方案(如观察随访、放化疗组合或靶向治疗,例如IDH1/2抑制剂Vorasidenib)的基础,对于优化患者健康结局至关重要。
本研究的局限性包括样本量较小、未评估+7/-10染色体改变和组蛋白突变状态,从而影响了对IDH/TERT/EGFR野生型肿瘤的最终分类。尽管如此,这是哥伦比亚首个依据WHO 2021标准对成人弥漫性胶质瘤进行全面分子分类的研究,为在该地区推广整合诊断提供了重要依据。
结论
分子分类根据WHO 2021指南显著提高了成人弥漫性胶质瘤的诊断准确性。分子与组织病理学分类之间的差异凸显了将分子工具纳入常规诊断的必要性,这对临床决策产生重大影响。这些发现支持了分子技术在精准医疗中日益增长的作用,为胶质瘤患者实现更个性化的治疗和改善预后提供了途径。未来需要更大样本量和整合临床数据的研究来充分探索分子诊断在神经肿瘤学中的潜力。