成人H3K27M突变弥漫中线胶质瘤的临床、影像学、病理学表现及治疗与预后

王强，王汉东，潘灏，孙康健

世界卫生组织(World Health Organization,WHO)(2016)第四版修订版中枢神经系统(central nervous system,CNS)肿瘤分类将分子基因突变纳入胶质瘤的诊断，依据组蛋白H3K27M(a methionine substitution of lysine at residue 27 of histone H3)的突变引入一类新的胶质瘤亚型：弥漫中线胶质瘤(diffuse midline glioma,DMG)，伴有H3K27M突变，为WHO Ⅳ级。H3K27M突变DMG在临床上以儿童发病为主，可见于成人，其中脑干、丘脑和脊髓为最常见的发病部位，总体预后不佳。东部战区总医院神经外科于2016年12月—2019年12月收治了11例经手术、病理检查证实的H3K27M突变DMG患者。本研究对11例H3K27M突变DMG患者的临床资料进行回顾性分析；探讨其临床、影像学表现、组织病理特征、治疗方法及预后，以期提高对这一新类型胶质瘤的认识并改善患者的预后。

1 资料与方法

1.1 临床资料 同期共收治成人原发胶质瘤患者468例，其中累及中线部位(脊髓、脑干、丘脑、下丘脑、胼胝体)的患者92例，经基因检测证实为H3K27M突变DMG的患者11例。其中男8例，女3例；年龄18～61岁，平均年龄(32±12)岁；术前有头痛、恶心呕吐等颅内压增高症状者7例，肢体无力3例，视物模糊3例，口干、多饮、多尿1例，吞咽困难1例。11例H3K27M突变DMG患者的临床资料见表1。

表1 本组H3K27M突变DMG患者的临床资料及影像学表现

1.2 影像学表现 (1)部位：肿瘤均位于中线部位，丘脑6例(其中4例同时累及中脑)，脑干(延髓)3例，下丘脑1例，松果体区1例。(2)MRI信号表现：T1WI呈等信号6例、稍低信号3例、低信号2例，T2WI呈等信号7例、稍高信号1例、高信号3例；5例DWI表现为弥散受限；4例呈瘤内裂隙样囊变，1例呈大囊改变；3例合并出血，3例无囊变、出血；增强扫描1例无强化、4例轻度强化、6例显著强化，均为不均匀强化；所有肿瘤边界不清，但未见瘤周水肿；5例肿瘤在动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)上表达局域性高灌注；4例肿瘤区磁共振波谱(magnetic resonance spectrum,MRS)均表现为N-乙酰基天门冬氨酸(acetyl aspartic acid，NAA)峰明显降低，胆碱(choline，Cho)峰升高。依据术后72 h内MRI复查评估肿瘤切除程度，高级别肿瘤依据强化区域，低级别肿瘤按照T2-FLAIR高信号区域确认切除程度；肿瘤切除程度≥70%为次全切除，切除程度<70%为部分切除。

1.3 治疗方法 所有患者接受开颅手术治疗。术后治疗包括放射治疗和(或)替莫唑胺(temozolomide，TMZ)化疗。1例丘脑中脑肿瘤获得全切除，1例丘脑中脑肿瘤次全切，其余均为部分切除。本组患者中无行活检的患者。依据WHO 2016版中枢神经系统肿瘤分类标准进行病理学诊断。术后6例患者行Stupp方案同步放化疗+辅助化疗，2例患者单纯采用TMZ化疗，1例患者单纯行放疗，1例患者未接受放疗及化疗。

1.4 随访与预后评价 采用门诊复诊或电话询问对患者进行随访，截止时间为2020年7月。从患者首次手术日期至肿瘤进展、死亡或随访结束日期，计算无进展生存期(progression-free survival,PFS)。从首次手术至死亡或随访结束日期计算总生存期(overall survival,OS)。分析同时期收治的具有分子病理的20例H3K27M野生型DMG(H3K27M野生型组)和37例异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)野生型非中线胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)(野生型非中线组)患者的PFS和OS。

1.5 统计学方法 采用SPSS25.0软件进行数据统计分析。使用χ2检验或双尾Fisher精确检验对组间分类变量(如遗传变异和临床病理特征)进行比较分析。两组间连续变量的比较采用t检验。通过Kaplan-Meier方法绘制生存曲线，GraphPad Prism5软件作图，并通过对数秩检验进行分析。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 H3K27M突变组、野生型组及IDH野生型非中线组患者的临床资料比较 H3K27M突变组患者的年龄明显小于H3K27M野生型组和IDH野生型非中线组患者，差异有统计学意义(P=0.004，P<0.001)。H3K27M突变组与H3K27M野生型组患者性别的差异无统计学意义(P=0.474)。H3K27M突变组患者中无胼胝体肿瘤患者，同时亦没有发生于脊髓的H3K27M突变DMG患者。H3K27M突变DMG可发生于任何年龄，老年人中亦可发生。其发生率占同期DMG的11.9%(11/92例)，占同期CNS胶质瘤的2.4%(11/468例)。见表2。

表2 H3K27M突变组、野生型组及IDH野生型非中线组患者临床资料比较(例，%)

续表

2.2 病理学特征 术后组织学病理诊断为低级别胶质瘤(未具体指明)1例、弥漫性星形细胞瘤(Ⅱ级)3例、肥胖型星形细胞瘤(Ⅱ级)1例、间变性星形细胞瘤(Ⅲ级)1例、高级别肿瘤(未具体指明)2例、GBM(Ⅳ级)3例(表3)。免疫组化示2例患者H3K27M蛋白染色呈阴性，但分子病理检测为H3F3A基因c.83A>T(即p.K27M)突变；其余9例患者均为H3K27M蛋白染色呈阳性～强阳性表达(图1、2)，同时分子病理检测为H3K27M突变阳性。所有患者均为IDH野生型、端粒酶逆转录酶启动子(telomerase reverse transcriptase promoter, TERTp)野生型、O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶启动子(O6-methylguanine-DNA methyltransferase promoter,MGMTp)甲基化阴性，其中2例患者存在染色体1p/19q共缺失、3例患者TP53突变、1例患者BRAF V600E突变。

表3 本组H3K27M突变DMG患者的组织病理、分子病理检测结果

2.3 随访结果 见图3。本组患者中有1例患者失访；所有患者均出现病情进展，截止随访时仅1例患者存活。Kaplan-Meier分析显示，本组患者的中位PFS为10个月(95%CI7.2～12.8个月)，中位OS为12个月(95%CI8.5～15.5个月)。同期20例获得随访的H3K27M野生型DMG患者中，70%的患者出现进展，50%的患者死亡；中位PFS为11个月(95%CI4.5～17.5个月)，中位OS为15个月。同期37例获得随访的IDH野生型非中线GBM患者中，有91.2%的患者出现进展，67.5%的患者死亡；中位PFS为8个月(95%CI6.4～9.6个月)，中位OS为14个月(95%CI10.7～17.3个月)。3组患者间的PFS及OS的差异均无统计学意义(log-rankP=0.324，P=0.303)。

3 讨 论

H3K27M突变DMG是WHO 2016第4版修订版中枢神经系统肿瘤分类中新定义的肿瘤实体，被定义为“具有中枢性星形胶质细胞分化并且H3F3A(H3.3)或HIST1H3B/C(H3.1)的K27M突变的浸润中线的高级别神经胶质瘤”[1]；其最常见的位置是脑干、丘脑和脊髓，2年生存率<10%。

H3K27M突变DMG主要发生于儿童，既往研究报道的多为儿童DIPG，但在成人神经胶质瘤中也有报道。Meyronet等[2]分析了21例成人H3K27M突变DMG患者，中位年龄为32岁，最大者为82岁。本组H3K27M突变DMG患者的平均年龄为32岁，中位年龄为29岁(18～61岁)，与先前文献报道的基本一致。由于该病可发生于任何年龄者，老年人亦可发生；因此，对于发生于中线部位的弥漫性胶质瘤，诊断时不应受患者年龄的限制，都需要考虑H3K27M突变DMG的可能，以避免漏诊。从肿瘤部位来看，H3K27M突变DMG在脊髓、丘脑、脑干胶质瘤中的发生率分别为46%(10/15例)、50%～66%(10/20例，10/15例)和37.5%～53%(3/8例，15/28例)[3-6]。本研究的患者中H3K27M突变在丘脑、脑干胶质瘤中的发生率分别为50%(6/12例)和60%(3/5例)；虽然病例数量较少，但发生率同文献报道的基本一致。

A：术前MRI检查示，病变呈T1WI等信号； B：T2WI等信号； C：T2 FLAIR稍高信号； D：ADC稍高信号； E：T1WI增强扫描呈不均匀轻度强化； F：ASL明显高灌注； G：MRS，ROI置于肿瘤强化区，Cho峰明显升高，NAA峰明显降低，Cho/NAA为5.54； H：术后6个月MRI检查，T2WI； I：T2 FLAIR，示肿瘤切除区域稳定，下方残留肿瘤基本稳定； J：术后病理学检查示，肿瘤细胞弥漫分布、排列较稀疏，细胞短梭形或椭圆形，胞浆丰富，核短梭形，有轻度异型性，符合低级别胶质瘤的组织学形态特征(×200，HE染色)； K：Ki-67免疫组化示约8%阳性； L：H3-K27M免疫组化示肿瘤细胞弥漫阳性表达图1 H3K27M突变DMG患者(病例10)的影像及病理学检查结果

A：术前MRI检查，病变呈T1WI低信号； B：T2WI高信号； C：T2 FLAIR高信号； D：ADC稍高信号； E：T1WI增强扫描呈不均匀强化； F：ASL局部高灌注； G-H：MRS，ROI置于肿瘤强化区，Cho峰明显升高，NAA峰明显降低，Cho/NAA为6.79； I：术后MRI检查，T1WI增强扫描示肿瘤全切； J：术后病理检查示，肿瘤细胞弥漫分布，异型性明显，考虑为GBM(WHO Ⅳ级)(×200，HE染色)； K：GFAP免疫组化强阳性表达； L：H3-K27M免疫组化示肿瘤细胞弥漫阳性表达图2 左侧丘脑中脑H3K27M突变DMG患者(病例6)的影像学及病理学检查结果

A：H3K27M突变组与野生型组患者的PFS曲线； B：H3K27M突变组与IDH野生型非中线组患者的PFS曲线； C：H3K27M突变组与H3K27M野生型组患者的OS曲线； D：H3K27M突变组与IDH野生型非中线组患者的OS曲线图3 Kaplan-Meier单因素分析生存曲线

从影像学表现来看，目前文献报道H3K27M突变DMG没有典型的影像学特征，与这些肿瘤中的组织学特征异质性相似，肿瘤具有多样化的影像学表现，而且与组蛋白H3野生型弥漫性神经胶质瘤也没有明显区别。总结分析本组H3K27M突变DMG患者的影像学资料，其较常见的影像学表现为：(1)肿瘤在T2WI、DWI以等信号多见，部分为稍高信号，增强扫描多呈不均匀强化；(2)瘤内囊变以小灶状囊变多见，瘤周无或轻度水肿；(3)不均匀高灌注，MRS上Cho升高、NAA降低，Cho/NAA比值多大于2。由此可见，H3K27M突变DMG的影像学表现多样且无特异性，单独依赖影像学检查进行诊断并不准确。

H3K27M突变DMG的组织病理谱宽泛，以星形细胞分化为主，可表现为从WHO Ⅱ级的弥漫星形细胞瘤至WHO Ⅳ级的GBM中的任何一种形态，也可以是多种形态在不同区域同时存在；组织病理学级别对判断患者的预后无明显提示价值[7]。本组患者中，肿瘤的组织病理类型涵盖了弥漫性星形细胞瘤(WHO Ⅱ级，3例)、肥胖型星形细胞瘤(WHO Ⅱ级，1例)、间变性星形细胞瘤(WHO Ⅲ级，1例)和GBM(WHO Ⅳ级，3例)，同时有1例患者为低级别胶质瘤、2例患者为高级别肿瘤，而没有诊断出具体类型。这一结果与既往文献报道的相符，同时也提示H3K27M突变DMG的诊断一定程度上要依赖H3K27M突变的检测。

需要指出的是，有研究报道非弥漫中线神经胶质瘤同样具有H3K27M突变，包括室管膜瘤、毛细胞型星形细胞瘤、小儿弥漫性星形细胞瘤和神经节胶质瘤[8-11]。有研究报道，毛细胞型星形细胞瘤和神经节胶质瘤患者的存活期可长达10年[9,12]。因此，中枢神经系统肿瘤分类分子信息及实践方法联盟—非WHO官方组织(the Consortium to Inform Molecular and Practical Approaches to CNS Tumor Taxonomy—Not Official WHO, cIMPACTNOW)建议[13]，“弥漫中线神经胶质瘤，H3K27M突变”的诊断应当同时具备：弥漫性(即浸润)、中线部位(如丘脑、脑干、脊髓等)、神经胶质瘤和H3K27M突变的肿瘤，不应应用于H3K27M突变的其他肿瘤，如毛细胞型星形细胞瘤、神经节细胞胶质瘤或弥漫性软脑膜胶质神经元肿瘤等。本研究即是根据cIMPACTNOW最新推荐的诊断标准进行的病例回顾性分析。

目前可通过免疫组化及测序对H3K27M突变进行检测。有研究报道，使用商品化K27M免疫组化试剂盒进行核染色来检测，灵敏度和特异性可达100%[14-16]。但是在临床实践中对H3K27M免疫组化结果需要仔细评判，尤其要注意识别阳性肿瘤细胞的染色，并避免错误的认为巨噬细胞和/或小胶质细胞阳性的细胞质染色。本研究患者中有1例发生于脊髓的弥漫性星形细胞瘤免疫组化显示H3K27M弱阳性，但是分子病理检测无H3的突变；根据诊断标准，排除H3K27M突变DMG的诊断。此外，本组患者中有2例患者的免疫组化H3K27M蛋白染色呈阴性，但分子病理检测为H3F3A基因c.83A>T(即p.K27M)突变，结合临床、影像学表现及术中情况，诊断为H3K27M突变DMG。因此，虽然K27M免疫组化具有较高的灵敏度和特异性，但是仍建议有条件的单位进行测序检测以明确诊断。

Korshunov等[17]研究显示，成人H3K27M突变可伴随TP53的过表达，而与IDH突变、EGFR扩增和MGMT启动子区甲基化互斥，而TERT启动子突变罕见。本组患者均未检测到IDH1/2、TERTp、EGFR的突变，所有病例均为MGMTp非甲基化，这也预示H3K27M突变DMG对放疗和TMZ化疗的敏感性不佳，预后不良。本组患者中有3例患者出现TP53突变，1例患者出现BRAF V600E突变。

目前针对成人H3K27M突变DMG的治疗尚无指南推荐，仍参照GBM的治疗方式，采用以手术和同步及辅助放化疗为主的综合治疗手段；由于肿瘤常累及幕下组织，肿瘤电场治疗使用受限，预后依然很差。Meyronet等[2]研究报道的患者中位生存期为19.6个月；其他研究报道的成人H3K27M突变神经胶质瘤患者的中位OS分别为16.9个月[18]、10.4个月[3]和16个月[4]。本研究的H3K27M突变DMG患者的中位OS为12个月，IDH野生型非中线GBM患者的中位OS为14个月，两组患者中位OS的差异无统计学意义；与既往文献报道的相符[19]。由于H3K27M突变DMG患者多缺乏MGMT启动子区甲基化，TMZ化疗的效果有限。目前已经有组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase，HDAC)抑制剂panobinostat、组蛋白脱甲基酶抑制剂[20]、多巴胺受体D2(DRD2)抑制剂ONC201等新的药物用于H3K27M突变DMG的临床试验[21-22]，表现出一定的临床和影像学反应；但其确切的治疗效果仍有待临床试验进一步证实。

综上所述，成人H3K27M突变DMG是一类发生于中枢神经系统中线部位的高度恶性肿瘤，成人各年龄段均可发生，缺乏典型临床及影像学表现，H3K27M蛋白免疫组化检测的灵敏度较高，但仍须通过H3基因突变检测明确诊断，减少漏诊和误诊。因H3K27M突变DMG缺乏IDH突变及MGMT启动子区甲基化，对放疗和TMZ化疗不敏感，预后不良；故亟需研究有效的治疗方案。