2024组织学和分子WHO 4级IDH突变型星形细胞瘤存在的异同和预后标志物和治疗靶点.docx

2024组织学和分子WHO4级IDH突变型星形细胞瘤存在的异同和预后标志物和治疗靶点2021年发布的最新第五版世界卫生组织（WHO）中枢神经系统（CNS）肿瘤分类（WHOCNS5分类）定义了星形细胞瘤，IDH突变型,4级。然而，对该亚型的了解仍然有限。本研究描述了星形细胞瘤，IDH突变型，4级的特征，探索了组织学和分子亚型之间的异同。筛选了2011年1月至2022年1月在北京协和医院神经外科接受手术，分类为星形细胞瘤，IDH突变型，4级的患者。收集临床、影像学、组织病理学、分子病理学和生存数据进行分析。共纳入33例星形细胞瘤，IDH突变型,4级患者,包括20例组织学（伴坏死或微血管增生）和13例分子（伴CDKN2A和/或CDKN2B纯合性缺失）WHO4级星形细胞瘤患者。组织学WHO4级星形细胞瘤中常见肿瘤强化、瘤内坏死样表现、较大的瘤周水肿和更清晰的肿瘤边界。分子WHO4级星形细胞瘤的总生存期显示出相对较长的趋势，但差异没有统计学意义（47vs25个月，p=0.22）oTP53、CDK6和PIK3CA变异较常见，PIK3R1（p=0.033）、Notch1（P=0.027）和Mycn（P=0.027）变异可能影响分子WHO4级星形细胞瘤的总生存期。本研究探索了星形细胞瘤，IDH突变型，4级的特征。由于组织学和分子WHO4级星形细胞瘤的预后不同,应考虑进一步分类。值得注意的是，PIK3R1.Notch1和Mycn抑制剂靶向治疗可能为相应患者带来获益。研究背景胶质瘤是最常见的原发性中枢神经系统（CNS）恶性肿瘤，年平均发病率为4.50/10万。目前，胶质瘤的临床治疗选择包括手术、放疗、化疗、免疫治疗、靶向治疗和肿瘤电场治疗。然而，预后仍然不佳。考虑到预后不佳和缺乏广泛认可的治疗靶点，非常需要更准确的分类标准或指南用于个体化治疗和预后预测。世界卫生组织（WHO）最初于1979年整合了CNS肿瘤分类和分级。经过多次修订和更新，第四版WHOCNS肿瘤分类（WHOCNS4分类）主要关注肿瘤的组织学特征。继2016年WHOCNS4分类指南发布后，研究人员识别了几种特定的分子标志物，包括IDHI/2、EGFR、TERT和MGMT7其与CNS肿瘤患者的生存和治疗反应相关。然而，分子标志物在所有年龄组中的独立预后价值仍有待确定。基于这些发现，2021年发布的最新第五版WHOCNS肿瘤分类（WHOCNS5分类）推进了分子诊断在CNS肿瘤分类中的作用。值得注意的是，其结合了组织病理学和分子病理学进行综合诊断，进一步预测预后和指导综合治疗决策。在WHOCNS5分类标准中，IDH突变型胶质母细胞瘤的诊断不复存在。该类型肿瘤，以前称为继发性胶质母细胞瘤，现在被定义为星形细胞瘤，IDH突变型,4级。除了组织学4级IDH突变型星形细胞瘤伴CDKN2A和/或CDKN2B纯合性缺失的WHO2、3级IDH突变型星形细胞瘤也被定义为星形细胞瘤，IDH突变型，4级，尽管其组织病理学级别相对较低。CDKN2A编码p14ARF和INK4a,在调节肿瘤抑制中发挥作用。p14ARF使p53的E3泛素连接酶MDM2失活，引起p53介导的细胞周期停滞或凋亡，INK4a促进pRB介导的细胞周期停滞。此外，CDKN2B编码INK4b,使CDK4/CDK6失活，控制细胞周期进程。怀疑CDKN2A/B纯合性缺失打破肿瘤进展制动的刹车，使IDH突变型星形细胞瘤产生的肿瘤抑制环境无效。然而，在生物分子水平上zCDKN2AB和IDH1/2之间的详细相互作用机制仍然未知。同时，其他分子生物标志物提示IDH突变型星形细胞瘤预后较差，包括少突胶质细胞瘤中N0TCH1突变和不完全切除，星形细胞瘤中PIK3R1突变、RB1突变、CDK4突变和扩增。尽管新分类中星形细胞瘤，IDH突变型，4级的分子变异特征已被部分探索，但研究更多地关注星形细胞瘤，IDH突变型，4级和胶质母细胞瘤之间的差异，很少有专门针对该亚型的临床研究，对其了解仍然有限。对WHOCNS5分类中新的星形细胞瘤，IDH突变型，4级的关注越来越多,导致广泛的研究和探索。在本研究中，我们基于WHOCNS5分类,描述了星形细胞瘤，IDH突变型,4级的临床、影像学和分子病理学特征。此外，还探索了组织学WHO4级星形细胞瘤和分子WHO4级星形细胞瘤这两种亚型之间的异同，并寻找可以预测预后的分子标志物。为此，分析了我院胶质瘤患者的综合数据。本研究旨在提供星形细胞瘤，IDH突变型，4级的数据和临床治疗选择。研究结果本研究筛选了2011年1月至2022年1月在北京协和医院神经外科接受手术，根据WHOCNS5,分类为星形细胞瘤,IDH突变型,4级的患者，包括伴坏死或微血管增生的组织学WHO4级IDH突变型星形细胞瘤（组织学星形细胞瘤）,以及伴CDKN2A和/或CDKN2B纯合性缺失的WHO2、3级IDH突变型星形细胞瘤（分子星形细胞瘤）。具有完整临床和病理数据的患者被纳入分析。星形细胞瘤，IDH突变型,4级患者的基线信息本研究共纳入33例（27例男性和6例女性）星形细胞瘤，IDH突变型，4级患者，包括20例组织学和13例分子星形细胞瘤患者。平均年龄为44岁，平均术前Karnofsky体能状态（KPS评分为83o临床症状方面，19例（57.6%）出现神经功能缺损，15例（45.5%）出现癫痫发作。关于手术切除程度（EOR）,57.6%（19/33）的患者接受了全切除术,27.3%（10/33）接受了次全切除术，15.1%（5/33）接受了活检。关于治疗，20例患者接受化疗，19例接受放疗，6例接受靶向治疗。值得注意的是，在性别、组织学分级和Ki-67水平方面观察到显著差异，性别差异可能是由于样本量较小。具体信息如表1所示。星形细胞瘤，IDH突变型,4级患者的影像学特征临床诊断颅内肿瘤的重要依据是影像学检查。我们总结并比较了组织学和分子星形细胞瘤患者的影像学特征。由于部分患者的影像学数据不完整，最终纳入14例组织学WHO4级星形细胞瘤患者和12例分子WHO4级星形细胞瘤患者，图1展示了典型的影像学图像。FIGURE1(A-C)31-ycar*oldulewithaslrocyto<na./DZfmutatioaGrade4withoutCDKN2A,Bdek<ion.whrimenhancctDCTit:(!F)46>)varoidmalewithastrocytoma.DH-muulon.Grade4WithCDKN2BdeMoa.uthoutCnIUnCeincm.在肿瘤分布方面，两组患者均是孤立性肿瘤的比例高于多发性肿瘤，且肿瘤位于哪一侧、特定脑叶、功能区受累无显著差异。两组MRl显示T1W1低或混合信号,T2W1高信号。增强后，强化见于92.9%(13/14)的组织学星形细胞瘤患者，33.3%(4/12)的分子星形细胞瘤患者。组织学和分子WHO4级星形细胞瘤在瘤内出血、囊性变和钙化方面未观察到差异。相比之下，组织学星形细胞瘤表现出更大的瘤周水肿，瘤内坏死样表现的发生率更高，肿瘤边界更清晰。然而，差异无统计学意义(P值分别为0.186、0.086和0.052)。表2总结了WHO4级星形细胞瘤的影像学特征。TABLE2Rad>oo¢KalcturacimctMpotfw«hhlftd0calcrtnolca>krMiroQtom*./MmuuntGradr4.Scwnpairat*vreeludrdfromIhtedueIoaUcio(ndiola0alinfoIUttoaAllZEtMnAIDH-mnuat.GrMte4IIUt*a*kalaUrocytema.H>H*nvtMt.GnMte4MUmIaratt>111ona./DHmuUnUGn4c4PValIMNunberodiMnnQ6S2SoAury21三HIXtS-M.9.nMAiple315X14.ML5SMe<tftheuar(19(AILStKifhibfvntoptMTrIaMXJOXMBM4tnl$33XM.MIMlHTvmorkacaikmFronlallcbeA6MMK42.W4.S3JMPMlculIobeOO0TcmpcnlIebci7.n1.7.1«US.MOcrtpiUlIobeO0OMiidplek>tefMw>hd14.SJV7.9M7.*ITumMinftMicikwulrefkMiOM7Maorfunccttilmc<114<NlKL5Sentoyfunato0*lareaX7.MU7.mL5LAtwftfuncthnalanLlKONooel¼Tli%M,tMManniumdumewvdthetumor,cm474L3*L23S2tIMQoOTlWrifhttdam<e0473Hpc4nmirym7u7.M>nHetcrot*ncu*Inirmlty7.M9%42»X25H>pcftnmsifyLJLMOl.KUakaownI.i.S3«T2WdghtKlBM0rQ4K2H>pltcm*yOOOHCtCfnfCnCOUMmtt)ll.4X¼%XS6.SOlHKypcvtnKntitysxna4<n.M<KContrMt<nhA11lMRJreNoccunced¾30Mxra7.ST41Fahvd7.S4<31MUnknown.l.SJDtometefo(edema<7417.9SMItlJBOLlMCXpaflMocucmIatrutttnaralnccraMslikeGOMpmc*utto0Y。14.ld7M<4.313«No.4xn42»M7.St4%U*kBwnl.3Ol.3ImrgnMrBIMCCdjNA7MYaiA1X2MxnNo2I.S)1LM5TABLE2(Continued)AUastrocytoma.IDU-mutant.Grade4Histologicalastrocytoma.fDH-mutantvGrade4Molecularastrocytoma.ZDH-mutantfGrade4pvalueCysticdegenerationYes8.3ft8%4.28.6%4,3.3%793No18,69.2%10.714%8.66.7%CalcificationYesNo1.3S%25,96.2%014.oo%1.8.3%11,91.7%Q271ClarityoftumormarginYes14.53.8%10.714%433.3%ftO52No12.46.2%4.28.6%&66.7%kMe:SigniHcanlvaluesarePreXCntCdinbold.eIntratumorabnccrasislikepresentationreferstotheMRIimagespresentedwithhypointensityorheterogeneousintensityonTIWJandh>,pcrintcnutyorheterogeneousintensityonT2W1.星形细胞瘤，IDH突变型，4级患者的生存进一步探索了两个亚组的生存。组织学星形细胞瘤的mOS为25个月，分子星形细胞瘤的mOS为47个月，提示分子星形细胞瘤相比组织学亚组，预后更好，生存期更长。然而，由于样本量有限，差异无统计学意义(P=0.22)。这些结果和具体的生存信息如图2所示。Time in mthsAl三qeqojd aAJnsHistological-Molecular1.000.750.500.250.Numberatrisk201914101065421111113IOlO7655544d200*6121824303642"4M60667278-TimeinmtsFIGURE2Kaplan-MeiercurveShoWingdistinctoverallsurvivalbetweenpatientswithastrocytoma,JDHmutation,WHO4withoutCDKN2ABdeletionandpatientswithastrocv,toma,DH-mutationWhhCDKN2ABdeletion(mOS:25.1vs.46.6m.p三0.22).星形细胞瘤，IDH突变型，4级患者的分子特征不同的胶质瘤具有不同的分子标志物模式，包括突变、染色体和基因拷贝数增加或缺失。我们分析了两个亚组的分子变异。由于部分患者因样本不完整未进行分子病理学检查，最终纳入了2例组织学WHO4级星形细胞瘤患者和13例分子WHO4级星形细胞瘤患者。图3展示了两组患者的分子标志物。除了IDH1和CDKN2A/B变异外，WHO4级星形细胞瘤患者的常见遗传改变包括TP53、CDK6和PIK3CAoFIGURE3Oncoplotofthemolecularaiteratk>nofthe15PaIientXwithhixlologcalormolecularastrocytoma.DHmutantGrade4basedontheWHO2021dassifkadonofCNSlumon.Thecopynumbervariationwa*definedwithCNVkItandcopynumbergainwasde11nedastheratioofCOPynumberN2.5whilelbenumberofbin0.andCOPynUfnbcrlossWaedefinedastheratioofcop>number1.5whilethenumberofbinZ(3.EachCoIUfnnrepresentsanIndividualPaIiCnLandthecubescolorIndicatesthealterationSUnUSofetchmolecularcharacteristic.Blue:Mutation:Green:CopynumberIces;Red:Cop>numberan;Gray:Hisioiogkalasrocytou./Z)ff-mutantGrade4;Brawn:Molccuhrastroc)loma.IDH-muun,Gradc4.星形细胞瘤，IDH突变型，4级患者分子变异对生存的影响目前，用于星形细胞瘤临床分类、预后和治疗反应预测的分子标志物包括MGMT启动子甲基化和CDKN2A和/或CDKN2B纯合性缺失。本研究分析了星形细胞瘤，IDH突变型，4级的分子病理学。还探索了与患者预后相关的其他临床和分子标志物，为预后预测和临床决策提供信息。单因素回归分析显示，在分子WHO4级星形细胞瘤中,PIK3R1(p=0.033)、Notch1(P=0.027)和Mycn(P=0.027)变异可能与OS较短有关。在亚组分析中，具有双重基因变异的患者OS也较差(图4,p=0.002)我们进一步分析了其他临床和分子标志物对组织学和分子WHO4级星形细胞瘤患者生存的影响。然而,没有发现相关性。FIGURE4PIK3R1/NotchI/MycnwereidentifiedasimportantprognosticfactorsformolecularWHOGrade4astrocytoma.ThirteenpatientsWereincluded.（八）ForestplotofunivariateCoxanalysis.Theplotalsoshowsthehazardratio(HR).95%ConfIdenCeinterval(CI),andthepvalueofeachvariable.(B-E)Kaplan-McicrcurvesshowingdistinctmedianOSinpopulationswithorwithoutPlK3RlNotchlMycnalteration.根据WHOCNS5分类标准，对胶质瘤有了新的了解和更精确的认识。本研究重点是星形细胞瘤，IDH突变型，4级，其定义根据最新的WHO分类发生了很大变化。共纳入33例患者，在组织学和分子亚组中观察到不同的临床特征。详细的手术计划，包括肿瘤位置、深部病变的存在以及癫痫发作的存在，有助于对胶质瘤进行全面分析。由于队列规模有限，观察到显著不同的性别分布。关于影像学表现，星形细胞瘤，IDH突变型，4级通常表现为T1低信号、T2高信号和中央坏死周围边缘强化，而胶质母细胞瘤通常形状不规则，伴环状强化，中央坏死和周围水肿。亚组分析显示，在组织学亚组中更常观察到T1加权像肿瘤强化，根据定义对应更高的组织学级别。此外，在组织学亚组中更常观察到瘤内坏死样表现、较大的瘤周水肿和更清晰确的肿瘤边界。值得注意的是，分子WHO4级星形细胞瘤更预后好,总生存期相对较长；然而，差异没有统计学意义（47vs25个月，p=0.22）TP53xCDK6和PIK3CA变异在分子亚组中较常见。PIK3R1、Notchl和Mycn变异可能影响分子WHO4级星形细胞瘤的总生存期。因此，研究PIK3R1Notch1Mycn变异与CDKN2A/B纯合性缺失之间潜在的相互作用，可能揭示分子星形细胞瘤，IDH突变型，4级的机制和治疗靶点。随着对胶质瘤了解的增加，WHO分类系统不断发展。由于分子机制与肿瘤发生发展存在密切关系，受到广泛关注。先是发现IDH1/2突变状态与星形细胞肿瘤预后相关，随后进一步提出CDKN2A/B纯合性缺失与星形细胞瘤，IDH突变型，4级患者预后较差有关。将CDKN2A/B纳入IDH突变型星形细胞瘤的评估说明了更直接的预后导向的治疗途径。然而，新分类是否有效地将预后相似的患者分为亚组仍然值得怀疑。匹兹堡的一项研究发现，仅在组织学4级星形细胞瘤中,生存受CDKN2A纯合性缺失的影响，而2、3级肿瘤则不然。我们的队列分析显示，分子WHO4级星形细胞瘤患者的预期生存期往往长于组织学WHO4级星形细胞瘤患者。受患者数量限制，差异无统计学意义。其他混杂因素，如后续治疗和基线体能状态，也可能影响两组的总生存期。因此，需要进一步研究来确定组织学和分子WHO4级星形细胞瘤的不同结局。先前在胶质母细胞瘤和低级别星形细胞瘤患者中发现了PIK3R1和Notchl突变,与较短的总生存期相关。此外，PIK3R1体细胞突变被认为促进胶质瘤发生。伴有PIK3R1突变的WHO4级星形细胞瘤患者可能获益于PI3K抑制剂治疗。基于Mycn,肿瘤相关M很-29b可抑制胶质瘤生长。另一方面，靶向MyCn可使胶质瘤对抗肿瘤治疗敏感。具有Mycn突变的胶质瘤患者可能对PARP和CHK1抑制剂联合治疗有反应。研究发现，PIK3R1,Notchl和Mycn变异为分子WHO4级星形细胞瘤的预后较差因素，这可能有助于了解这一特定星形细胞瘤亚群的生物行为进展以及潜在靶向治疗。本研究存在局限性。首先，由于患者人数较少，系统性偏倚不可避免。此外，小样本量引起的偏倚影响了分子亚组分析的准确性和可靠性，因此可能影响统计学显著性。第二，由于储存问题，一些组织学样本和影像学结果丢失，进一步导致选择偏倚。最后，本研究中应用的检测panel基于已发表文章。此外，三名MRI显示强化的患者接受了次全切除术。因此，样本不足的可能性或许会影响影像学特征的准确性。在后续研究中，应考虑和评估更多的与4级IDH突变型星形细胞瘤预后相关的生物标志物，包括不同亚组特异的基因组甲基化谱和拷贝数变异(CNV)0综上所述，本研究探索了星形细胞瘤，IDH突变型，4级新分类，并为WHOCNS5分类的细分提供了初步数据。鉴于组织学和分子星形细胞瘤的不同预后，应考虑进一步和更精确的分类。此外，PIK3R1.Notch1和Mycn抑制剂靶向治疗可能为相应人群带来获益。参考文献：ChenWzGuoS1WangYzetal.Novelinsightintohistologicalandmolecularastrocytoma,IDH-mutantzGrade4bytheupdatedWHOclassificationofcentralnervoussystemtumors.CancerMed.2023;12:18666-18678.doi:10.1002/cam4.6476