WES检测助力多发性脑膜瘤起源鉴别

多发性脑膜瘤（MMs）在本文中被定义为至少存在两个病灶且不伴有神经纤维瘤病（NF）或神经鞘瘤病。发生于不同神经轴分区（脑与脊髓）的MMs极为罕见。非2型神经纤维瘤病（NF2）相关的MMs仍常携带NF2基因座的体系突变，以及AKT1、TRAF7、SMO、PIK3CA和SMARCB1基因突变。虽然MMs可能为多克隆起源，但单克隆起源的肿瘤常发生分支进化（branched evolution，也译作分支演化），导致不同肿瘤间在组织学、分级和突变谱上存在差异。研究人员对一例非NF2的 64 岁女性（患有三个颅内脑膜瘤和一个脊髓脑膜瘤）的肿瘤及匹配血液样本进行了全外显子组测序。尽管所有肿瘤样本均存在22号染色体缺失，但颅内与脊髓脑膜瘤携带不同的NF2特有突变，且脊髓脑膜瘤还检出了新的SMARCB1突变，表明这些肿瘤经历了单克隆起源后的分支进化。这是首例报道非NF2患者在分离的神经轴分区中携带MMs且存在瘤间异质性和分支进化的研究。

背 景

脑膜瘤可发生于脑部或脊柱，表现为单发或多发病灶。多发性脑膜瘤（MMs）可分为同时性（同时出现）或异时性（随时间推移先后发生）两类。多发性脑膜瘤可为散发性、与放疗相关或与遗传性肿瘤综合征伴发，约占所有脑膜瘤的 1%-10%，发病率随年龄增长而升高。MMs的基因组特征可独立（多克隆）或共享（单克隆）。多克隆MMs具有不同的体细胞突变谱，提示其独立起源；单克隆肿瘤被认为源于单次克隆转化，随后转化细胞通过脑脊液播散形成多发病灶。然而，并非所有单克隆肿瘤均具有相同的突变谱、肿瘤分级或组织病理学亚型。这种遗传异质性和形态学差异可通过分支进化理论解释，即新出现的体细胞改变形成新亚克隆并播散至其他部位。本文报告一例散发性多发性脑膜瘤病例，累及颅脑及脊髓病灶。

病 例

患者女，64 岁，因跌倒行MRI检查，发现多发性疑似脑膜瘤病灶（图1）。颅内病灶包括左额叶及顶叶区域的三处颅脑肿物（CM），椎管内病灶为胸椎 2-3 节段的硬膜内-髓外脊髓肿物（SM）。患者既往史中值得注意的是曾因乳腺导管原位癌接受右乳切除术联合前哨淋巴结活检，并完成他莫昔芬治疗，无显著放射暴露史，无已知神经系统或神经皮肤疾病家族史。患者初始神经功能完好，选择进行为期两年的主动监测。期间患者偶发稳定型头痛，但颅内肿物呈渐进性增大。两年随访时，患者出现符合胸髓病变的临床症状。

▲图1 影像学结果

患者接受了颅脑及脊髓肿瘤显微手术切除。由于存在症状性脊髓压迫且预计开颅手术需放置腰大池引流，首先切除了胸椎病灶。脊髓脑膜瘤切除术后六周，通过单次开颅手术切除了三处颅内肿物，患者术后恢复顺利。所有肿瘤均根据第5版中枢神经系统世界卫生组织（WHO）分类系统进行分级，并由委员会认证的神经病理学家复核。通过上皮膜抗原（EMA）和孕激素受体（PgR）免疫组化染色证实为脑膜上皮细胞谱系（CNS WHO 1级）。组织病理学分析显示，脊髓肿瘤较颅脑肿瘤呈现更高细胞密度（图2）。各病灶Ki-67阳性表达比例相似（CM1：1-2%，CM2：3-4%，CM3：<1%，SM：<3-4%）。

▲图2 组织病理学

对四个肿瘤样本及匹配的外周血样本来源的基因组DNA进行了全外显子测序（WES）。三个颅脑脑膜瘤（CM1、CM2、CM3）和一个脊髓脑膜瘤（SM）的基因检测结果如图3A-D所示。对颅内脑膜瘤的分析显示，CM1、CM2和CM3分别存在17、9 和 17 个体系变异（包括单核苷酸变异[SNVs]和插入/缺失[INDELs]）。值得注意的是，三个颅脑脑膜瘤均共享NF2基因的无义突变（p.K20X），其CM1、CM2和CM3变异丰度（VAF）中分别为 45.9%、49.8% 和 44.4%，提示为克隆性事件，且匹配的正常血液样本中未检出该突变。体细胞拷贝数变异（CNV）分析表明，所有颅内脑膜瘤中仅极小部分基因组受体细胞CNV事件改变，其中重点关注22号染色体长臂（22q）的单拷贝缺失，可能与二次打击有关（图3）。

▲图3 基因检测结果

脊髓脑膜瘤虽然显示出与颅脑肿瘤相似的体细胞拷贝数变异（CNV）（包括22号染色体长臂缺失），但全外显子测序（WES）发现其存在独特的NF2无义突变（NM_000268, p.W191X）以及SMARCB1突变（NM_001007468, p.R365Q）。SMARCB1突变既往在脑膜瘤中已有报道，常与NF2体细胞突变共存。该错义突变（p.R365Q）位于9号外显子--脑膜瘤SMARCB1突变已知的热点区域，在ClinVar中被分类为"致病性"，并被SIFT、PolyPhen-2和MetaSVM等预测工具判定为"有害"。NF2 p.W191X和SMARCB1 p.R365Q的变异等位基因频率（VAF）分别为 71.1% 和 61.7%，结合同时存在的22号染色体长臂缺失（覆盖NF2和SMARCB1基因），导致双等位基因失活。对包括SNV、INDEL及CNV在内的所有体细胞变异的系统发育分析表明，肿瘤起源于携带22号染色体长臂缺失的原始克隆，随后经历单克隆分支进化：颅脑分支获得NF2突变（p.K20X），脊髓分支则获得另一NF2突变（p.W191X）及SMARCB1突变（图3E）。胚系检测未发现与脑膜瘤易感性相关的致病性或可能致病性突变。

讨 论

多发性脑膜瘤（MMs）常见于 60 岁左右人群。尽管多数体积较小（<2 cm），但约三分之二MMs需要治疗，而单发脑膜瘤仅有三分之一患者需要干预。发生于不同神经轴分区（如颅脑与脊髓）的MMs极为罕见，当前标准治疗为手术切除和/或对生长或有症状的肿瘤进行放疗。对于中小型肿瘤或位于颅底等手术风险较高的病灶，放疗可作为替代选择。分布于不同神经轴分区的肿瘤在临床管理中面临独特挑战，包括症状性病灶的识别、治疗策略的选择以及干预时机的确定。

尽管多数MMs起源于单克隆，但其基因组特征并非均一，而是表现出显著异质性。本研究提出这种异质性可能源于分支进化轨迹，即不同肿瘤亚克隆在演化过程中独立获得突变并形成新病灶。这种变异揭示了肿瘤发生与进展的复杂性，提示个体肿瘤克隆的独立演化与适应性改变可能影响治疗效果（如特定亚克隆对放疗或靶向治疗的敏感性差异），为个体化治疗策略的制定提供了分子基础。

散发型多发性脑膜瘤（MMs）的基因突变谱包括NF2、AKT1、TRAF7、SMO、PIK3CA及SMARCB1基因突变。其中体细胞NF2突变是散发型MMs最常见的遗传学改变。Juralti等人对 8 例散发型患者共 17 个颅内脑膜瘤病灶的研究发现，最常见的驱动突变依次为TRAF7（5/17）、PIK3CA（4/17）和AKT1（3/17）。相较于包含家族性脑膜瘤的研究（NF2突变频率较高），该队列中NF2突变仅见于 2 个病灶。值得注意的是，同一患者的不同肿瘤中未检出相同突变，支持其多克隆起源。此外，除一例患者外，所有病例的不同肿瘤均表现出不同的组织病理学亚型。研究人员既往报道了携带NF2及非NF2（主要为TRAF7）突变的单克隆多发性脑膜瘤（MMs）病例。研究指出，单克隆MMs中通过分支进化获得的体细胞突变解释了多例患者肿瘤间的遗传异质性。值得注意的是，本文定义的MMs需满足以下标准：至少存在两个脑膜瘤且不伴神经纤维瘤病（NF）或神经鞘瘤病。肿瘤间的物理距离与克隆性无关--部分远距离分布的MMs仍具有提示单克隆起源的基因组特征。对五例MMs邻近（解剖位置紧密）但未受累的硬脑膜样本进行遗传学分析，未检出任何异常，该结果不支持硬脑膜播散理论。

家族性MMs疾病由NF2、SMARCB1、SMARCE1（SWI/SNF复合体）或SUFU基因的胚系致病突变引起，包括2型神经纤维瘤病（NF2）和家族性多发性脑膜瘤，通常呈常染色体显性遗传。例如：SMARCE1突变与家族性多发性脊髓脑膜瘤（透明细胞亚型）相关；SMARCB1胚系突变在多发性脑膜瘤家族中可与NF2体系突变同时出现。散发性脊髓脑膜瘤的遗传学特征与颅脑脑膜瘤存在差异。Hua等人将散发性脊髓脑膜瘤（SM）分为NF2突变和AKT1突变两个互斥亚组。NF2突变组的平均发病年龄显著更低（65.5 岁），以女性为主（性别比例失衡），肿瘤多位于胸椎背侧/背外侧，组织学亚型多为脑膜上皮型；而AKT1突变组平均年龄较高（71 岁），性别分布均衡，肿瘤多位于颈椎前侧，组织学亚型包括脑膜上皮型、沙粒体型及过渡型纤维型。SMARCB1是一种肿瘤抑制基因，编码INI1蛋白--SWI/SNF染色质重塑复合体的核心组分。SMARCB1缺失会导致表观遗传失调，影响染色质重塑及基因表达，从而促进细胞增殖增强与分化受阻。SMARCB1缺陷型脑膜瘤通常更具侵袭性、分级更高（CNS WHO 2/3级）且易复发，常表现为横纹肌样或非典型组织学特征。SMARCB1缺失可激活致癌增强子，重塑恶性横纹肌样肿瘤的调控图谱。在包括脑膜瘤在内的多种间叶源性肿瘤中，SMARCB1体细胞突变常与NF2等其他遗传异常共存，这种共现现象可见于神经鞘瘤病背景。由于SMARCB1缺陷型肿瘤常伴随免疫微环境改变，针对其他肿瘤类型的免疫治疗策略正在探索中。然而，SMARCB1缺失对脑膜瘤微环境的影响仍需进一步研究。本病例中，多发颅脑及脊髓脑膜瘤显示出分支进化特征，所有肿瘤均存在共同的22号染色体长臂（chr22q）缺失。尽管三个颅脑肿瘤（CM）具有相同的基因组特征（除chr22q缺失外，均携带NF2: p.R20X突变），但脊髓肿瘤（SM）通过获得NF2: p.R191X和SMARCB1: p.R365Q突变进一步演化。尽管未对本病例未受累的硬脑膜进行体系基因检测，但既往研究表明，多发性脑膜瘤病例的未受累硬脑膜中未检测到任何肿瘤相关的体系变异，强烈提示原始克隆及分支进化模式。Behling等人研究发现，13.1% 的脑膜瘤样本存在S100蛋白阳性表达，其中脊髓脑膜瘤阳性率更高（23.8%）。尽管单变量分析显示S100阳性脑膜瘤无进展生存期更优，但作者认为其良好预后可能与多个因素相关，例如S100阳性组中女性患者或2型神经纤维瘤病患者的比例更高、肿瘤位置差异以及更低的中枢神经系统WHO分级。

本研究结果深化了对多发性脑膜瘤基因组复杂性的认知，首次报道了累及脊髓的多发性脑膜瘤病例，并揭示分支进化是其进展的重要特征。未来针对脑膜瘤的遗传学分析需采取全面策略，同时关注高/低影响突变在肿瘤发生与治疗反应中的潜在作用。

参考文献：Mihir Gupta, Sathish Prabu Sathyamangalam Samiappan, Hasan Alanya, Kanat Yalcin, Batur Gultekin, Radwa Sharaf, Aladine Elsamadicy, Diego Samper Figuera, Natalia Samuel, Ketu Mishra-Gorur, Luis Kolb, Declan McGuone, Murat Gunel, E Zeynep Erson-Omay, Jennifer Moliterno-Gunel, Ehud Mendel, Somatic SMARCB1 mutation in spinal meningioma represents branched evolution in a patient with multiple sporadic meningiomas, Neuro-Oncology Advances, 2025;, vdaf067, https://doi.org/10.1093/noajnl/vdaf067