前言
彌漫性膠質(zhì)瘤是指腫瘤細(xì)胞彌漫性、浸潤性生長,尤其是星型細(xì)胞瘤的主要生長方式,可導(dǎo)致腫瘤無包膜,界限不清,無法手術(shù)完整切除,易復(fù)發(fā)和惡性變等,因此 MR 圖像(T1WI、T2WI、FLAIR)僅僅看到的是腫瘤的 「 冰山一角 」,MR 圖像表現(xiàn)正常的區(qū)域其實(shí)早就存在彌漫膠質(zhì)瘤的浸潤,只有在病理切片才能看到。
P3 和 P4 為 T2WI 所顯示的彌漫膠質(zhì)瘤區(qū)域,P1 和 P2 T2WI 表現(xiàn)為正常,實(shí)際上早就存在腫瘤細(xì)胞存在于正常腦實(shí)質(zhì)中,這也是導(dǎo)致彌漫膠質(zhì)瘤切不干凈的原因。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類對比
2007 年、2016 年、2021 年中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類的對比:
1)2007 年第四版中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤是按照起源分類的,比如星形細(xì)胞來源的腫瘤包括:II 和 III 級星形細(xì)胞瘤、IV 級膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、毛細(xì)胞星形細(xì)胞瘤、多形性黃色星形細(xì)胞瘤、室管膜下巨細(xì)胞星形細(xì)胞瘤;少突膠質(zhì)細(xì)胞來源的腫瘤包括:II 和 III 級少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤;星形和少突細(xì)胞來源的腫瘤包括:II 和 III 級少突星形細(xì)胞瘤。
2)2016 年第四版修正版中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤不再按照腫瘤起源分類,引入了分子病理學(xué)的概念,也就是說雖然腫瘤起源細(xì)胞不一致,但是預(yù)后可能大致相仿,拋棄了 2007 年按照起源分類的原則,分為彌漫型膠質(zhì)瘤:II 和 III 級星形細(xì)胞瘤(IDH 野生型和 IDH 突變型)、IV 級膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(IDH 野生型和 IDH 突變型)、II 和 III 級少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤(IDH 突變型);其他星形細(xì)胞瘤:毛細(xì)胞星形細(xì)胞瘤、多形性黃色星形細(xì)胞瘤、室管膜下巨細(xì)胞星形細(xì)胞瘤。
3)我們看到的是不管是 2007 還是 2016 年分類,腫瘤的種類都是繁多的,那么在 2021 第五版中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分類就簡化了,將彌漫型膠質(zhì)瘤分為成人型彌漫性膠質(zhì)瘤、兒童型彌漫性膠質(zhì)瘤(之前公眾號講過,可以翻閱之前的)。成人型彌漫性膠質(zhì)瘤只有 3 種:星形細(xì)胞瘤 IDH 突變型、少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤 IDH 突變和 1p/19q 共缺失、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 IDH 野生型。
注意:2016 版和 2021 版對比 2007 版最大的變化是:過去是將起源于星形或少突細(xì)胞腫瘤歸于一類,而新分類將所有彌漫浸潤性膠質(zhì)瘤(無論是星形細(xì)胞還是少突膠質(zhì)細(xì)胞起源腫瘤)歸于一類,大大減少了腫瘤分類對形態(tài)學(xué)特征的依賴。
可以看出的是 2016 版成人型彌漫性膠質(zhì)瘤分類還是比較多的,2021 年只分為 3 種
成人型彌漫膠質(zhì)瘤只有 3 種:星形細(xì)胞瘤 IDH 突變型、少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤 IDH 突變和 1p/19q 共缺失、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 IDH 野生型。不同類型的膠質(zhì)瘤的生存率有很大差異,低級別膠質(zhì)瘤的 5 年生存率高達(dá) 80%,而高級別膠質(zhì)瘤的 5 年生存率低于 5%。
腫瘤標(biāo)記物
成人彌漫型膠質(zhì)瘤常見分子標(biāo)記物:
1)異檸檬酸脫氫酶 (Isocitrate dehydrogenase,IDH),是三羧酸循環(huán)過程重要的催化酶,分為 3 個亞型(IDH1/2/3)。腫瘤細(xì)胞中 IDH 突變會導(dǎo)致其正常功能缺失,并將 α-KG 轉(zhuǎn)化為致癌代謝物 2-羥基戊二酸 (2 HG),2 HG 在突變的腫瘤細(xì)胞中累積,導(dǎo)致 DNA 或組蛋白過甲基化。IDH 對于成人彌漫型膠質(zhì)瘤生存的預(yù)后,預(yù)測治療的反映起到重要作用,可以通過免疫組化檢測 IDH1R132 H,-代表未突變,+代表突變
目前僅僅發(fā)現(xiàn) IDH1 和 IDH2 突變,其中以 IDH1 尤為常見(藍(lán)色柱),在 IDH1 中以 IDH1 R132 H 位點(diǎn)最為常見,可以看出對于之前的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和間變型星形細(xì)胞瘤,IDH 突變型(紅色)預(yù)后均好于 IDH 野生型 (藍(lán)色)
2)ATRX 基因一種解螺旋酶,維持 DNA 復(fù)制時染色體的穩(wěn)定性,與腦發(fā)育相關(guān),見于 2 和 3 級 IDH 突變星形細(xì)胞瘤(71%),免疫組化的方法可以檢測,無突變-陽性表達(dá)、突變-陰性表達(dá)
無突變-陽性表達(dá) 突變-陰性表達(dá)
3)TP53:是一種抑癌基因,該基因編碼一種分子量為 53kDa 的蛋白質(zhì),這種基因編碼的蛋白質(zhì)是一種轉(zhuǎn)錄因子,控制著細(xì)胞周期的啟動,從細(xì)胞分裂初始這個蛋白就起著決定性作用
4)細(xì)胞周期依賴性激酶抑制基因(CDKN2A/B):調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的因子,CDNK2A/B 純合缺失進(jìn)一步促進(jìn)了 IDH 突變型星形細(xì)胞瘤的分級,CDNK2A/B 純合缺失的 IDH 突變型星型細(xì)胞預(yù)后更差。對于 CDKN2A/B 純合性缺失,可采用 FISH、qPCR 或原文所采用的甲基化芯片技術(shù)進(jìn)行檢測
CDKN2A/B 野生 CDKN2A/B 純合缺失
CDKN2A/B 野生 CDKN2A/B 純合缺失
CDNK2A/B 純合缺失的 IDH 突變型星型細(xì)胞生存期更短
5)1p/19q 共缺失是一種染色體變異,指 1 號染色體短臂和 19 號染色體長臂同時缺失,1 號染色體短臂末端集中了高密度的與細(xì)胞生長、增殖、分化相關(guān)的基因;目前實(shí)驗(yàn)室檢測方法主要有熒光原位雜交(FISH)、基于雜合性缺失分析的聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、陣列比較基因組雜交(CGH)和二代測序(NGS)
1p/19q 共缺失
6)TERT:端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(telomerase reverse transcriptase,TERT)是一種核糖核蛋白聚合酶;TERT 啟動子突變在多癌種中存在,可導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞端粒酶的高表達(dá),是原發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤常見的驅(qū)動基因。TERT 啟動子單獨(dú)突變在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的突變頻率約為 82%,遠(yuǎn)高于其他類型的膠質(zhì)瘤,并且攜帶 TERT 啟動子突變的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者預(yù)后相對較差
TERT 啟動子突變的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者預(yù)后相對較差
7)EGFR 擴(kuò)增:表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR) 對于膠質(zhì)瘤的生長、惡性變起重要作用,在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中 EGFR 擴(kuò)增率為 40%-50%,提示 EGFR 的激活可能是腫瘤細(xì)胞向膠質(zhì)母細(xì)胞瘤轉(zhuǎn)化的原因。膠質(zhì)瘤中 EGFR 擴(kuò)增的生物學(xué)作用尚未闡明,但它可能在促血管的新生化作用、增強(qiáng)細(xì)胞的增殖能力或者抵抗細(xì)胞的死亡等方面起重要作用
A-B:膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的組織學(xué),彌漫浸潤生長;C:腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出高水平的 EGFR 擴(kuò)增;D:腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出低水平的 EGFR 擴(kuò)增;E:沒有 EGFR 擴(kuò)增的腫瘤細(xì)胞
8)染色體 7+/10-: 是指伴有整個 7 號染色體的獲得和整個 10 號染色體的丟失,臨床中常用于檢測整個 7 號染色體的獲得和整個 10 號染色體的丟失技術(shù)是 FISH。+7/-10 組合特征在 IDH 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者具有臨床預(yù)后差的特點(diǎn)
9)MGMT 甲基化:O6-甲基鳥嘌呤 DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶(O6-methylguanine-DNA methyltransferase,MGMT),是一種從細(xì)菌到哺乳動物體內(nèi)都存在的獨(dú)特的 DNA 修復(fù)蛋白;正常情況下,細(xì)胞內(nèi)的 MGMT 具有保護(hù)正常組織免受烷化劑的損傷,而在腫瘤組織中則表現(xiàn)為對烷化劑類化療藥物的抗藥性,因此當(dāng) MGMT 啟動子甲基化是腫瘤組織就失去了對化療藥的抗藥性,有利于藥物的作用
星形細(xì)胞瘤 IDH 突變型
星形細(xì)胞瘤 IDH 突變型:分為 WHO 2 級、WHO 3 級、WHO 4 級。組織學(xué)特點(diǎn):
IDH 突變型星形細(xì)胞瘤 2 級,A:多形性腫瘤細(xì)胞組成的浸潤性膠質(zhì)腫瘤,微血管增生、壞死和有絲分裂活性不明顯;B:免疫組化染色顯示腫瘤細(xì)胞表達(dá) IDHR132 H;C:ATRX 表達(dá)缺失;D:腫瘤細(xì)胞中 p53 免疫組化呈陽性
IDH 突變型星形細(xì)胞瘤 3 級,A:灶狀和彌漫性分化不良的星形細(xì)胞瘤,細(xì)胞密度增高,呈多形性、核異形及有核分裂象;B:免疫組化染色顯示腫瘤細(xì)胞表達(dá) IDHR132 H;C:ATRX 表達(dá)缺失;D:Ki-67 指數(shù)增高
分子病理:CDKN2A/B 純合性缺失的 IDH 突變型星形細(xì)胞腫瘤預(yù)后最差,因此將星形細(xì)胞瘤 IDH 突變型中發(fā)現(xiàn) CDKN2A/B 純合缺失直接歸入 WHO 4 級,不管組織學(xué)是否存在壞死。腫瘤有壞死但沒有 CDKN2A/B 純合性缺失時,預(yù)后相對較好,故歸入 WHO 3 級,腫瘤既沒有壞死又沒有 CDKN2A/B 純合性缺失的病例歸入 WHO 2 級。
注意:2016 年的 IDH 突變型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤已經(jīng)被刪除,分別歸入到 IDH 突變型星形細(xì)胞瘤 WHO 2-3 級。
(a):入組病例基于 2016 CNS WHO 分類的生存分析。(b):相同病例加入 CDKN2A/B 純合性缺失狀態(tài)后的生存分析,可以看出 CDKN2A/B 純合性缺失情況是 IDH 突變型星形細(xì)胞瘤最重要的預(yù)后參數(shù)
注意:2016 版所說的 IDH 野生型星形細(xì)胞瘤因?yàn)榕c膠質(zhì)母細(xì)胞瘤生物學(xué)行為極為相似,在 2021 版將 IDH 野生型星形細(xì)胞瘤直接歸入 IDH 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,換句話說已經(jīng)沒有 IDH 野生型星形細(xì)胞瘤的概念了。
少突膠質(zhì)細(xì)胞 IDH 突變
少突膠質(zhì)細(xì)胞 IDH 突變伴 1p/19q 共缺失:分為 WHO 2 級、WHO 3 級。組織學(xué)特點(diǎn):
少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤 IDH 突變型和 1p/19q 共缺失,WHO2 級。A:顯示彌漫性浸潤性膠質(zhì)腫瘤,其特征是細(xì)胞核圓居中,大小一致,胞漿透亮,核分裂象無;B:免疫組化染色顯示腫瘤細(xì)胞表達(dá) IDHR132 H;C:基因檢測顯示 1p/19q 共缺失
少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤 IDH 突變型和 1p/19q 共缺失,WHO3 級。A:顯示一個細(xì)胞密度增加的少突膠質(zhì)細(xì)胞腫瘤,伴有明顯的腎小球樣微血管增生;B:有絲分裂活性很明顯
分子病理:IDH 突變和 1p/19q 共缺失是診斷少突膠質(zhì)細(xì)胞的必要條件,與同一病理類型的無缺失患者相比,1p/19q 聯(lián)合缺失的患者對化療有更高的敏感性和更長生存期,部分患者僅采用化療也能達(dá)到同放化療一樣的效果
文獻(xiàn)報道,通過常規(guī) MR 可以較好的預(yù)測 1p/19q 是否存在共缺失。A:IDH 突變型星形細(xì)胞瘤 2 級,瘤灶在 MR 上與正常腦組織分界較清晰,提示 1p/19q 無共缺失;B:IDH 突變型少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤 2 級,瘤灶在 MR 上與正常腦組織分界不清,提示 1p/19q 共缺失
相似的,A-B:IDH 突變型少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤 2 級,瘤灶在 MR 上與正常腦組織分界不清,提示 1p/19q 共缺失;C-D:IDH 突變型星形細(xì)胞瘤 2 級,瘤灶在 MR 上與正常腦組織分界較清晰,提示 1p/19q 無共缺失
膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 IDH 野生型
膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 IDH 野生型,WHO 4 級。2016 年膠質(zhì)母細(xì)胞瘤分為 IDH 突變型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和 IDH 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,但是 2021 年取消了 IDH 突變型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的概念,將其歸入到 IDH 突變型星形細(xì)胞瘤 WHO 4 級;2021 年 IDH 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤包含了 2016 年的 IDH 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤和 IDH 野生型星形細(xì)胞瘤。組織學(xué)特點(diǎn):
A:組織學(xué)復(fù)雜細(xì)胞胞質(zhì)十分豐富,細(xì)胞多形性腫瘤伴微血管增生;B:非典型有絲分裂象突出。C:明顯的核多形性和巨細(xì)胞特征,以及假柵欄狀壞死(D)。
分子病理:2021 年重新定義了 IDH 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,1)如果組織學(xué)符合彌漫性膠質(zhì)瘤同時分子病理發(fā)現(xiàn) IDH 野生,組織學(xué)另外發(fā)現(xiàn)微血管增生/壞死,直接歸類為 IDH 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,不需要其他分子標(biāo)記物;2)如果組織學(xué)符合彌漫性膠質(zhì)瘤同時分子病理發(fā)現(xiàn) IDH 野生,即使在 2 級或 3 級組織病理學(xué)的背景下,只要 TERT 啟動子突變、EGFR 擴(kuò)增、染色體 7+/10-中的任何一項(xiàng)發(fā)生,直接定義為 IDH 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,而不再考慮組織學(xué)是否出現(xiàn)微血管增生/壞死。MGMT 啟動子甲基化的評估是常規(guī)用于治療 IDH-野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的唯一有效的預(yù)測性生物標(biāo)志物,當(dāng) MGMT 啟動子甲基化提示腫瘤對放化療還是比較敏感的。
IDH 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤 TERT 啟動子突變、EGFR 擴(kuò)增的比例
TERT 啟動子突變的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(藍(lán)線)生存期要比 TERT 啟動子野生的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(紅線)生存期短
EGFR 擴(kuò)增的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(藍(lán)線)生存期要比 EGFR 未擴(kuò)增的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(紅線)生存期短
IDH 野生型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤
小結(jié)
看懂這張圖你就懂成人彌漫型膠質(zhì)瘤了
作者 | 影像shine
內(nèi)容策劃 | 小雪球、彭龍