【衡道丨文献】弥漫性中线胶质瘤伴H3K27M突变型在成人与儿童患者中的分析研究

弥漫性中线胶质瘤，H3K27变异型属于儿童型弥漫性高级别胶质瘤，最常位于在脑桥、丘脑或脊髓中，偶见于小脑；好发于儿童（中位年龄: 5-11岁）；影像特征：中线位置巨大占位，可强化，占位效应明显（梗阻性脑积水，脑室周围水肿）；其组织学特点为瘤细胞通常具有高级别星形细胞瘤样形态，部分病例可呈现低级别形态，缺乏核分裂、微血管增生和坏死等高级别特征（约10%）；免疫组化：肿瘤瘤细胞表达S100、Oligo-2和Vimentin，H3K27M核染色阳性及H3K27me3表达缺失，GFAP表达具有可变性；p53核表达阳性， 提示存在TP53突变（约50%）；ATRX突变导致ATRX核表达阴性（约10-15％）。

研究介绍

样本介绍

作者回顾了2012-2020年在四川大学华西医院诊治的164例分子确诊的H3K27M突变弥漫性中线胶质瘤患者；病例的纳入标准为：(1)弥漫性胶质瘤（影像学和病理诊断）；(2)肿瘤位于中线；(3)测序证实为H3K27M突变。

研究方法

免疫组化：GFAP、OLIG2、ATRX、H3K27M、P53、IDH1、Ki-67；分子研究：一代测序：IDH1/2、H3F3A、HIST1H3B、BRAF、TERT启动子区；甲基化测序：O6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶(MGMT)启动子甲基化状态。

临床病理及分子特征

儿童最常见的解剖位置是脑干，而成人是丘脑；成人H3K27M-mt DMGs的ATRX缺失的频率高于儿童；成人H3K27M-mt DMGs的H3.3突变的频率高于儿童；成人患者的总生存期好于儿童患者。

组织学特征

大多数表现为星形细胞瘤形态，9例含有少突胶质细胞瘤样特征；微血管增生、肿瘤性坏死和多核巨细胞多见；假菊形团、钙化、神经毡岛、Rosenthal纤维和原始神经成分少见。

图A，弥漫性浸润性胶质瘤，组织学分级2级。

图B，弥漫性浸润性胶质瘤，常规组织学分级3级(箭头显示核分裂)。

图C和D为常规组织学分级为4级的胶质瘤，伴有微血管增生和瘤巨细胞。

图E、上皮样细胞，胞浆嗜酸性。

图F，少突胶质细胞样形态。

图G、Rosentha纤维。

图H、假菊形团。

免疫表型

H3K27M：79/80例弥漫性阳性（60: 弥漫强阳；19：强弱混合，1:少数阳性）；GFAP：147/157例弥漫性阳性，10例呈不同比例阳性；OLIG2: 136/151例弥漫性阳性，15例呈不同程度阳性；P53：94/132例弥漫强阳性；ATRX：35/137例表达缺失；Ki-67：2%~70%。

小结

图I，肿瘤细胞ATRX表达缺失(内参照为阳性)。

图J，P53核强阳性。

图K，H3K27M的弥漫性强核阳性。

图L，H3K27M强弱混合阳性。

图M，H3K27M染色1例符合马赛克阳性。

图N，Ki-67指数低(<5%)。

图O，高Ki-67指数(>70%)。

分子特征

H3.3和H3.1：152/164和12/164例K27M突变。成人组H3.3K27M突变率明显高于儿童组；TERT启动子：4/75例突变；MGMT基因启动子：6/70例甲基化；未发现IDH1/2和BRAF突变。

预后分析

成人组的预后较好；肿瘤直径>3cm的患者预后明显差于肿瘤直径≤3cm的患者；脑干肿瘤患者的预后比其他位置肿瘤患者更差；ATRX表达缺失的患者预后明显好于正常患者；Ki-67指数>5%的患者预后较差。

讨论

弥漫性中线胶质瘤，H3 K27变异型

是一种浸润性中线神经胶质瘤伴有H3 p.K28me3 (K27me3) 缺失和下列三种之一的分子改变一种组蛋白H3亚型基因突变（H3 c.83A>T p.K28M，K27M) 或EZHIP异常过表达或EGFR突变（CNS WHO 4 级）。

流行病学

这一新命名的肿瘤实体，流行病学资料是缺乏的。其中弥漫性内生性桥脑胶质瘤（DIPG）的发病率约每年0.54例/100万人，在20岁以下的人群中每年2.32例/100万，无性别偏好。DIPG占所有小儿脑肿瘤的10-15% ,占所有儿童脑干肿瘤的75%。丘脑漫性中线胶质瘤（DMG）较为罕见，占小儿脑肿瘤的1-5%（占丘脑肿瘤的25%）。脊髓DMG约占儿童和成人脊髓星形细胞瘤的40%。EGFR突变DMG最常发生在儿童，患者中位年龄为7-8岁。在儿童中，H3.3 p.K28M (K27M)突变型DMG和具有EZHIP过表达的H3野生型DMG发病高峰年龄为7-8岁，而H3.1或H3.2 p.K28M (K27M)突变型DMG发病年龄更小（患者中位年龄：~5 岁）。

临床特征   

儿童弥漫性中线胶质瘤 (DMG) 好发于脑干或脑桥（后者称为弥漫性内生型桥脑胶质瘤[DIPG]）或者双侧丘脑，而青少年和成人主要出现在单侧丘脑或脊髓。其他中线部位，如松果体区、下丘脑和小脑少见。大量DIPG的尸检研究显示，40%的病例可累及软脑膜，或者扩散至丘脑、颈髓甚至额叶。大多数 DIPG 患者病史较短（< 2 个月），具有典型的三联征：颅神经麻痹 (82%)、长束征，如锥体束损伤 (51%) 和共济失调 (62%)。丘脑DMG的常见初始症状包括颅内高压和运动或感觉障碍。DMG的预后很差，2年生存率<10%。由于肿瘤发生位置特殊，手术选择有限。携带H3.1或H3.2 p.K28M (K27M)突变或伴有EZHIP过表达的DMG患者的总生存期（16 个月）略长于携带 H3.3 p.K28M (K27M)突变的DMG患者（11 个月）。与较长生存期有关的因素包括：年龄（<3或>10岁）、较长的症状潜伏期（>24周）和系统性治疗。

病理特征

大体特征：

肿瘤细胞弥漫性浸润脑实质引起脑组织水肿，导致解剖结构的肿大和变形，出血或坏死区导致组织软化和颜色改变。

镜下特征：

DMG弥漫性浸润脑实质，通常缺乏血管及神经侵犯。大多数细胞是小而单形的，但也可以是多形的，显示为星形细胞、毛细胞、少突胶质细胞、巨细胞、未分化或上皮样细胞形态。尽管有丝分裂很常见并且微血管增殖和/或坏死可能存在，但这些特征并不是诊断所必需的，它们也不是生存的独立预测因子。通常无Rosenthal 纤维和嗜酸性颗粒小体。在伴有EGFR突变的DMG中，通常存在核分裂象，但坏死或微血管增生很少见。无论是否存在微血管增生或坏死，DMG都被视为CNS WHO 4级。

免疫组化染色：

（1）阳性：所有瘤细胞表达S100、Oligo2、MAP2，GFAP表达具有可变性；大约50%的病例显示p53的核阳性，表明伴有的TP53突变。

（2）阴性：15% 的病例ATRX核缺失表达(突变)。

分子病理：

编码组蛋白H3第27位赖氨酸残基的甲基化位点突变H3F3A, HIST1H3B, HIST1H3C。（H3F3A--编码H3.3蛋白；HIST1H3B/3C--编码H3.1蛋白）

鉴别诊断

各种中线局限性胶质或胶质神经元肿瘤，包括毛细胞星形细胞瘤、室管膜下瘤和节细胞胶质瘤，已被发现具有相同的 H3 p.K28 (K27) 突变；尽管 H3 p.K28M (K27M) 突变可能使这些肿瘤的预后较差，但不应将其诊断为 H3 K27变异型的DMG。在后颅窝A组 (PFA) 室管膜瘤中，H3 p.K28 (K27) 突变极为罕见，但会发生 H3 p.K28me3 (K27me3) 缺失或 EZHIP过表达；这些肿瘤可以通过形态结合免疫组化染色结果与 DMG 区分开来。

参考文献及书籍：

1. WHO Classification of Tumors of the Central Nervous System.5th Edition

2. Am J Surg Pathol. 2022 Jun 1;46(6):863-871.