成人「H3 K27改变型弥漫性中线胶质瘤」也应进行基因检测

由于H3K27改变型弥漫性中线胶质瘤是一种罕见的肿瘤实体，其预后较差且治疗选择有限，目前关于影响肿瘤发生及肿瘤发展进程的遗传因素知之甚少。本文报告了 1 例 38 岁女性患者的病例。该患者在四周内逐渐出现恶心、疲劳及间歇性行走障碍。初始MRI显示第三脑室周围存在形态不规则的强化肿瘤（伴中心坏死），最可能起源于右侧丘脑。患者接受了活检，随后进行了显微手术切除及分子分析。分子神经病理学检查确诊为H3 K27M改变型弥漫性中线胶质瘤（WHO中枢神经系统 4 级）。值得注意的是，回顾该患者 6 年前因偏头痛诊断而行的MR成像显示，右侧丘脑已存在一个小的结节状T2加权高信号病灶。尽管《WHO中枢神经系统肿瘤分类》第 5 版对儿童高级别胶质瘤（HGG）提出了更精确的分子驱动分类，但许多影响肿瘤生物学发展的遗传因素及肿瘤精确的分子演化过程仍不明确。鉴于此类肿瘤具有高度侵袭性的临床病程（中位总生存期约 16-18 个月），本文报告的临床表现前数年即存在（研究人员推测）前驱病变，提示该肿瘤实体可能经历了复杂的多阶段演化。深入理解这一分子级联反应或有助于识别个体化治疗的新靶点。

背 景

随着 2016 年第四版《WHO中枢神经系统（CNS）肿瘤分类》的发布，分子标志首次被整合到脑肿瘤诊断中。例如，通过检测1p/19q共缺失（无论是否存在星形细胞组织形态学特征）即可完成少突胶质细胞瘤的诊断。由于对分子异常影响肿瘤生物学的认识不断加深，2021 年第五版《WHO中枢神经系统肿瘤分类》进一步细化了部分肿瘤类型，并新增了新的肿瘤实体。基于对儿童与成人肿瘤生物学及遗传学差异的深入理解，高级别胶质瘤首次可被区分为儿童型与成人型。儿童型高级别胶质瘤可进一步分为四个亚型：H3 K27改变型弥漫性中线胶质瘤；H3 G34突变型弥漫性大脑半球胶质瘤；H3野生型和IDH野生型弥漫性儿童高级别胶质瘤（IDH野生型）；婴幼儿大脑半球胶质瘤。

多项测序分析显示，组蛋白变体H3.3和H3.1中存在两种体细胞点突变的累积，导致第27位赖氨酸被甲硫氨酸取代。在健康细胞中，H3K27特异性组蛋白甲基转移酶EZH2（zeste同源物2增强子，属于PRC2[多梳抑制复合体2]成员）可催化H3K27的三甲基化，通过表观遗传调控抑制基因表达。由于赖氨酸被甲硫氨酸取代，这种三甲基化无法再发生，导致组蛋白低甲基化，进而引发癌基因与抑癌基因的表观遗传调控失调，最终导致肿瘤发生。众所周知，这类胶质瘤好发于中线结构（丘脑、脑桥中脑、小脑及脊髓），且由于手术和药物治疗手段有限、肿瘤生物学侵袭性高，患者总生存期较差。值得注意的是，文献中也报道过携带H3K27突变的良性毛细胞型星形细胞瘤（WHO CNS 1级）病例。Hochart等人曾报告 1 例脊髓毛细胞型星形细胞瘤病例：该肿瘤在稳定病程 10 年后，按旧版WHO肿瘤分类标准进展为胶质母细胞瘤。值得关注的是，肿瘤初次切除与二次切除标本中均检测到H3K27突变，但二次切除时还检测到了额外的TP53突变。因此推测，H3K27突变是恶性转化的第一步，TP53突变则是第二步。

总体而言，H3 K27改变型弥漫性中线胶质瘤是一个相对较新的肿瘤实体，其病因与肿瘤生物学机制尚不完全明确。报告该病例具有重要意义，因其为低级别胶质瘤向高级别胶质瘤转化的潜在分子机制提供了洞见。本文进一步支持了"特定分子改变（如H3 K27突变）在肿瘤生物学与进展中起关键作用"的证据体系，并强调了对毛细胞型星形细胞瘤患者进行长期监测与分子分析的重要性，这可能对未来的诊断与治疗策略产生影响。

病 例

患者女，38 岁，主诉近 4 周内出现进行性恶心伴呕吐、疲劳及间歇性行走障碍。两周前患者接受了胆囊手术，患者本人将症状归因于此次手术。患者自述患有偏头痛数年，否认长期用药史。家族史无癌症相关记载。检查未发现神经系统缺损。患者意识清醒、反应灵敏，无瞳孔不等大、尿失禁或痉挛性运动障碍的迹象。磁共振成像显示：第三脑室周围存在一边界清晰的实性T2加权/液体衰减反转恢复序列（FLAIR）高信号肿瘤，伴不规则强化及中心坏死，推测起源于右侧丘脑。由于肿瘤位置及占位效应，可见继发的脑脊液循环障碍，表现为侧脑室扩张，侧脑室前后部出现经室管膜水肿。T2加权磁敏感序列显示中心信号缺失，提示肿瘤内存在单个钙化灶或小出血灶，可能反映肿瘤生物学特性。高级影像学检查显示肿瘤区域脑血容量（CBV）增高、表观扩散系数（ADC）降低，提示存在血管生成及高细胞密度区--这两项表现高度提示肿瘤具有生物学侵袭性（图1）。磁共振波谱显示典型高级别胶质瘤波谱特征：胆碱、脂质及乳酸水平升高，肌酸及N-乙酰天冬氨酸（NAA）水平降低（图1）。除主要病灶外，未见其他远处病理性改变。

▲图1 就诊时的MRI影像

患者首次接受了立体定向活检。显微镜下可见：脑组织中存在弥漫浸润性、细胞极丰富的胶质肿瘤。肿瘤细胞相对较小且形态单一，细胞核以椭圆形为主，染色较深、略增大，染色质略粗糙。细胞边界模糊，核分裂象易见（图2A）。肿瘤细胞免疫表型结果如下：H3K27M（核强阳性）（图2B）、GFAP（胶质纤维酸性蛋白，阳性）、MAP2（微管相关蛋白2，阳性）、IDH1（无突变）、Ki-67（局灶性高达 10%）、ATRX（核表达存在）、p53（强阳性，无连续聚集）、Olig2（少突胶质细胞转录因子2，强阳性）、ALDH（醛脱氢酶，阴性；周围胶质细胞阳性）、EGFR（表皮生长因子受体，阴性）。后续患者接受了MRI导航下显微肿瘤切除术，并进行了组织病理学及甲基化检测（具体拷贝数变异（CNV）谱见图3）。组织学及免疫表型结果与上述一致。甲基化分析确诊为H3 K27M改变型弥漫性中线胶质瘤。此外，检测显示ATRX核表达存在，CDKN2A/B无缺失，MGMT启动子未甲基化。

▲图2 HE染色和H3K27M免疫组织化学结果

▲图3 拷贝数变异

分子检测结果强有力地支持H3K27M突变型弥漫中线胶质瘤的诊断，核心依据包括：H3 K27K强阳性（确认突变）、弥漫且高细胞密度的浸润性生长模式，以及Olig2、GFAP和MAP2阳性（提示胶质分化）。高达 10% 的Ki-67指数提示显著增殖活性，甲基化谱（校准评分 0.92）进一步确认诊断。值得注意的异常表现包括：ATRX表达保留（在H3 K27M胶质瘤中不典型）、p53强阳性但无持续聚集、CDKN2A/B无缺失（此肿瘤类型中不常见）。结合肿瘤信号特征及起源于脑室内的推测，中枢神经细胞瘤可作为鉴别诊断考虑。患者年龄及临床症状与该肿瘤相符，但中枢神经细胞瘤典型的多囊性成分未在此病例中出现。另一鉴别诊断为少突胶质细胞瘤，其与本例观察到的不规则血脑屏障破坏、中心坏死及钙化灶表现一致。毛细胞型星形细胞瘤亦不能完全排除，但其典型的囊性区域（部分伴强化囊壁）缺失使该诊断可能性降低。此外，由于弥散加权成像（DWI）显示高信号，胚胎性肿瘤也需作为潜在鉴别诊断考虑。值得注意的是，该患者 6 年前因偏头痛评估已接受过MRI检查。回顾性分析显示，右侧丘脑内侧前额叶（邻近第三脑室）存在一小灶性病变：FLAIR高信号/T2加权像信号均匀（信号强度与皮质T2加权信号相近），最大冠状位直径 8×4 mm，轴位 10×4.5 mm；病变可能具有轻微占位效应，对邻近右侧大脑内静脉产生轻度推挤，但边界欠清晰，提示可能为早期胶质瘤生长。FLAIR信号升高提示高液体成分或高组织密度。检查时未见强化，提示当时血脑屏障无显著或可检测到的破坏（图4）。对于观察到的病变，鉴别诊断涵盖多种可能性。一种潜在解释可能是单纯性胶质增生（可能由既往缺血事件引起）。炎症性起源也需考虑，尤其是病变的脑室周围位置更支持这一可能。血管性病因同样可能导致该病变表现。尽管未行专用血管序列检查，但增强T1像未显示血管畸形或病理性血管证据。

▲图4 六年前的MRI检查结果

术后 7 天，患者发生表皮葡萄球菌引起的脑膜炎及脑室炎。术后29天，行内镜下脓肿清除术并置入隧道式脑室外引流管（EVD）。术后65至85天，患者接受联合放化疗：总剂量 40.05 Gy（每次 2.67 Gy），同步每日口服替莫唑胺 75 mg/m²。术后约 115-300 天，患者接受替莫唑胺辅助化疗：第一周期起始剂量150 mg/m²，第二周期 200 mg/m²。因出现血小板减少症及白细胞减少症，后续周期剂量调整如下：第三周期 150 mg/m²，第四、五周期 135 mg/m²，第六周期 145 mg/m²。目前术后 441 天随访MRI显示疾病稳定（RANO 2.0标准）。

讨 论

随着2021年第五版《WHO中枢神经系统肿瘤分类》的发布，目前已可通过明确的分子标记区分成人型与儿童型胶质瘤。儿童高级别胶质瘤家族进一步细分为四个亚型，其中之一为H3K27改变型弥漫性中线胶质瘤，其主要特征是定位于中线结构（丘脑、中脑、脑桥、小脑及脊髓）。该肿瘤预后极差：由于典型的中线位置常限制手术可切除性，且治疗选择有限，患者长期生存期通常仅为数月。尽管已知组蛋白变体H3.3和H3.1的体细胞点突变（导致第 27 位氨基酸由赖氨酸替换为甲硫氨酸）是驱动事件，可引发癌基因与抑癌基因的表观遗传调控失调，但关于此类肿瘤进一步的基因演化过程仍知之甚少。尽管被归类为儿童型胶质瘤，其发病年龄范围可从婴幼儿期至老年。本文报告了 1 例 38 岁女性患者，经分子检测确诊为右侧丘脑H3K27改变的弥漫中线胶质瘤。回顾性分析其6年前的MRI检查发现，第三脑室旁存在一个小的无强化病灶，需进行广泛鉴别诊断。初始检查未描述该病灶，且未行灌注、弥散等高级MRI技术。然而，鉴于病灶体积小且外观"良性"，即使采用这些技术也可能无法明确诊断。另一诊断选择可能是病灶活检，或可发现早期组织分子病理学改变。但由于病灶位于脑内高度脆弱区域，活检风险显著--活检失败或手术并发症的可能性可能超过诊断获益。回顾性分析，最稳妥的策略本应是定期随访检查，通过动态观察病灶随时间的变化（如大小、形态或周围组织的细微改变），可能更早揭示其真实性质。本例的诊断挑战并非个例：H3 K27改变型胶质瘤极为罕见，即使大型医疗中心每年也仅接诊少数病例。此外，该诊断的官方界定直至 2021 年《WHO中枢神经系统肿瘤分类》更新才确立。这一较新的分类意味着，由于缺乏特异性检测或认知不足，许多早期病例可能未被识别为H3K27改变的胶质瘤。鉴于这些诊断挑战及已报道病例的稀缺性，可合理推测 6 年前观察到的病灶实为该肿瘤的极早期（潜在前驱）病变。这一发现挑战了"该肿瘤实体通常呈快速新发基因演化与生长"的假设--尽管不同年龄组存在差异，但其中位生存期仅为数月。值得关注的是，患者按Stupp方案接受标准治疗后，术后约 14.5 个月时根据RANO 2.0标准评估仍处于疾病稳定状态。

本例中肿瘤的位置及延长的生存期与近期文献报道一致。Schulte等人的研究表明，成人H3K27M突变型胶质瘤主要发生于中线结构（尤其是丘脑），且总生存期显著更优，平均达 27.6 个月。相较于儿童H3 K27M改变型弥漫性中线胶质瘤（DMGs）及成人IDH野生型胶质母细胞瘤的历史数据，这一结果已实现显著改善。

Schulte等人的分子分析显示，成人胶质瘤仅携带H3F3A基因的突变，而未检测到HIST1H3B或HIST1H3C突变（约 1/3 的儿童弥漫中线胶质瘤存在此类突变）。在儿童H3K27M胶质瘤（主要定位于脑桥）中，肿瘤细胞被证实处于自我更新的少突胶质前体细胞（OPC）状态，表现出致癌程序及干细胞样特征，这与其稳定的肿瘤增殖潜能相关。Liu等人的研究不仅验证了这一发现，还证实丘脑胶质瘤中亦可检测到这种OPC状态，但其与脑桥肿瘤存在细胞差异：相较于丘脑肿瘤，脑桥H3K27M弥漫中线胶质瘤含有更多未成熟的前OPC样肿瘤细胞；此外，间充质特征随年龄增长而增强，这与肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）的年龄相关性差异相关。然而，成人与儿童胶质瘤的分子特征仍存在显著认知空白。

尽管上述研究揭示了肿瘤的空间异质性，但其时间演化过程及决定恶性表型的关键因素仍不明确。与胶质母细胞瘤类似，这类肿瘤可能在出现症状前数年即已发生。Li等人的研究强调，此类肿瘤与胶质母细胞瘤一样，表现出显著的肿瘤内遗传异质性。肿瘤进展由克隆演化驱动，亚克隆随时间累积额外突变，本质上是一个随机过程。这一过程的证据体现在高度的亚克隆结构中：早期驱动突变（包括标志性的H3 K27M突变）存在于所有肿瘤细胞中，而后续突变（如TP53或ACVR1突变）则为亚克隆，参与肿瘤适应性演变。因此，H3 K27M肿瘤的分子演化可被概括为"早期驱动突变（以H3K27M突变为核心）与后续克隆选择及表观遗传重编程驱动的适应性改变"的共同作用。另一方面，另一种可能的解释是：初始肿瘤可能是低级别肿瘤（如携带H3K27突变的毛细胞型星形细胞瘤），随后经历了继发性恶性转化，并获得了如Hochart等人所述的TP53等进一步突变。

尤其值得关注的是，近期已出现新型治疗选择（如靶向H3 K27M的有效长肽疫苗）。在此背景下，深入探究这些恶性肿瘤的遗传通路具有重要意义，这或有助于开发更优的个体化治疗，从而在肿瘤发生早期阶段进行靶向干预。本文挑战了H3K27改变型胶质瘤的现有认知，提示其可能存在更长的演化过程。研究强调，需重新审视高级别胶质瘤的遗传学与影像学演化（类似经典型胶质母细胞瘤认知的演变）。明确决定肿瘤生物学特性及恶性转化的因素，或可为未来治疗提供靶点。本病例凸显了胶质瘤研究中纵向研究与全面分子谱分析的重要性。尽管单病例无法作为确证依据，但其可作为推动H3K27改变型胶质瘤及其他高级别胶质瘤复杂演化通路研究的催化剂，有望重塑这些难治性肿瘤的应对策略。

参考文献：Griessmair M, Delbridge C, Zimmer C, Mayr E, Wagner A, Canisius J, Metz MC, Wiestler B. Case report: an unusual long-term evolution of a diffuse midline glioma, H3K27 altered. Front Oncol. 2025 Feb 10;15:1480247. doi: 10.3389/fonc.2025.1480247. PMID: 39995844; PMCID: PMC11847812.

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