一项对119例复发髓母细胞瘤的研究揭示复发髓母细胞瘤的分子生物学特征

研究背景
经标准治疗后，约1/3的髓母细胞瘤（Medulloblastoma ， MB）患者会出现复发，复发后患者长期生存的概率很低。但复发髓母细胞瘤的遗传学特征尚缺乏研究。了解复发髓母细胞瘤的关键分子生物学事件及其与初发肿瘤的关系是未来开发新治疗手段的关键。
近10年来，基因组学研究的发展揭示了髓母细胞瘤的分子生物学特征。每个分子亚型的遗传学机制，流行病学特征和预后不同。目前已经确定了一些有效的预后标志，如SHH型肿瘤中的TP53突变和MYCN扩增， G3型肿瘤中的MYC扩增。这为初发髓母细胞瘤的诊断和创新治疗提供了理论基础。然而，针对复发髓母细胞瘤的同类型研究较为缺乏，这主要是由于复发时接受手术的比例较低。本研究归纳了119例复发髓母细胞瘤的遗传学特征，确定了复发髓母细胞瘤的关键遗传学事件，并分析了它们在疾病进展过程中的演变。
研究方法
本研究共获取了来自英国CCLG的57例复发髓母细胞瘤样本（其中55例有对应的初发肿瘤样本）。另28例复发MB样本用于DNA甲基化分析。为明确髓母细胞瘤的诊断，除常规病理检查外，还进行了DNA甲基化分型。本研究中， 4例样本因甲基化特征不符合MB而被排除（2例尤文肉瘤， 2例GBM）。为扩大样本量，还获取了ICGC提供的38例复发MB的二代测序结果，因此本研究共纳入了119例复发MB 。另外研究者对比了一项对282例初发髓母细胞瘤的研究数据（包括分子分型、DNA甲基化及基因突变数据）（NorthcottPAetal,Nature,2017）。
本研究对肿瘤进行分子分型，其中SHH型肿瘤细分为婴幼儿型（＜4岁，共10例）和非婴幼儿型。并分析了肿瘤染色体臂水平的拷贝数变异（CNV）和焦点拷贝数变异。其中焦点拷贝数变异共分析了63个关键基因所在的位点（＜12Mb）。在基因突变分析中，共分析了71个关键基因的突变，包括初发MB的高频驱动基因突变，以及在肿瘤复发时获得的致病性基因突变。 CNV和基因突变的状态分为“获得”（初发肿瘤不存在，复发肿瘤存在）；“维持”（初发和复发肿瘤均存在）；“确诊时未知”（无法获得原发肿瘤数据，复发肿瘤存在）。另外研究者分析了与复发MB相关的信号通路的改变。
研究结果
1、肿瘤的分子分型（分子亚型）在复发时保持恒定
肿瘤的分子分型（包括新的分子亚型）在复发时与初发一致，但也有例外。在57例可进行DNA甲基化分析的肿瘤中， 56例（98%）在初发时和复发时的分子亚型一致。在SHH型中， 18/20（90%）例肿瘤的分子亚型在复发时与初发一致。在G3&G4型中， 4例肿瘤的分子亚型在复发时发生改变（4/24）。在初发时均为VIII亚型，而复发时3例变为V亚型， 1例变为VII亚型。无高频的分子遗传学改变与上述亚型的变化现象相关。
2、复发MB的预后与分子分型和复发时是否接受CSI相关
正如预期的那样，在有生存数据的患者中，不同分子分型的患者从确诊到复发的时间间隔有显著差异（p=0.002）（图1B）。分子分型也与复发后的疾病进展有关（图1C）。

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图1B-C：不同分子分型肿瘤确诊至复发，以及复发至死亡（或最后一次随访）的时间
3、复发时遗传事件的产生和维持在不同分型之间存在差异
在复发MB中，拷贝数变异CNVs和驱动基因突变较初发肿瘤发生了显著的变化。总体而言， 40%（239/597）的遗传学事件是新发的。但大多数遗传事件（60%）与初发肿瘤保持一致。复发MB遗传事件改变的类型以及频率在不同分型之间也存在显著差异（图1D-F），其中G4型的改变最多，而WNT型和G3型的改变相对较少。总体而言，在复发时获得的致病性基因突变的总量在各个亚组之间是相等的。