伴或不伴H3 K27M突变的脊髓胶质瘤的分子特征

The molecular characteristics of spinal cord gliomas with or without H3 K27M mutation

作者信息Rui-Chao Chai, Yao-Wu Zhang, Yu-Qing Liu, Yu-Zhou Chang, Bo Pang, Tao Jiang, Wen-Qing Jia, Yong-Zhi Wang
PMID32228694
发布时间2020-03-30
DOI10.1186/s40478-020-00913-w

实验完整度

基于83例脊髓星形细胞瘤的临床病理特征及分子标志物(H3 K27M、IDH1、BRAF V600E、TERT启动子)的检测,并进行预后分析;但主要为回顾性临床病理分析,缺乏功能性实验验证。

主要模型

83例脊髓星形细胞瘤患者样本 H3 K27M突变型与野生型星形细胞瘤 组织学分级II、III、IV级星形细胞瘤

重点核对

H3 K27M突变状态通过免疫组化检测(ABE419, Millipore, 1:800) 组织学分级依据2016 WHO分类标准判定 BRAF V600E和TERT启动子突变通过焦磷酸测序检测 MGMT启动子甲基化通过焦磷酸测序检测 生存分析采用Kaplan-Meier法和Cox回归分析

摘要

由于脊髓星形细胞瘤的罕见发病率,其分子特征仍不清楚。在此,我们在83例弥漫性脊髓星形细胞肿瘤中描述了H3 K27M、异柠檬酸脱氢酶1(IDH1)R132H、BRAF V600E和TERT启动子突变的情况。在这些样本中,35例患者存在H3 K27M突变;该突变可见于组织学分级II级(40%)、III级(40%)和IV级(20%)的星形细胞瘤。在58例检测的病例中,均未发现IDH1突变。BRAF V600E突变(7/57)仅见于H3野生型星形细胞瘤,并与所有组织学II/III级星形细胞瘤的良好预后相关。TERT启动子突变在H3 K27M突变型(4/25)和野生型(9/33)星形细胞瘤中均有发现,并与H3野生型组织学II/III级星形细胞瘤的不良预后相关。在2016年WHO中枢神经系统肿瘤分类中,H3 K27M突变型弥漫性中线胶质瘤(包括脊髓星形细胞瘤)被归类为WHO IV级。在此,我们注意到组织学II/III级H3 K27M突变型病例(n = 28)的中位总生存期显著长于全部组织学IV级病例(n = 12)或H3 K27M突变型组织学IV级病例(n = 7)。我们还直接比较了相同组织学级别的H3 K27M突变型与H3野生型星形细胞瘤。在组织学II级星形细胞瘤中,与H3野生型病例(n = 37)相比,H3 K27M突变型患者(n = 14)显示出显著更高的Ki-67阳性率和更差的生存率。然而,在组织学III级和IV级星形细胞瘤患者中,这些参数没有显著差异。总之,这些发现表明,脊髓星形细胞瘤在分子谱方面与半球和脑干星形细胞瘤有显著差异,并且在评估H3 K27M突变型脊髓星形细胞瘤的预后时,组织学分级不容忽视。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
脊髓星形细胞瘤的分子特征及其与半球和脑干星形细胞瘤的差异,以及H3 K27M突变对预后的影响是否受组织学分级影响。
核心机制
H3 K27M突变与脊髓星形细胞瘤的不良预后相关,但其预后价值受组织学分级影响;BRAF V600E突变与良好预后相关,TERT启动子突变与不良预后相关;IDH1突变缺如。
主要证据
基于83例脊髓星形细胞瘤样本,通过免疫组化和焦磷酸测序检测分子标志物,并进行生存分析和多因素Cox回归分析。
研究意义
脊髓星形细胞瘤的分子特征与脑星形细胞瘤不同,为改善脊髓星形细胞瘤的管理提供了基于证据的信息。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

患者样本收集和临床特征分析

收集83例脊髓弥漫性星形细胞瘤患者的临床和病理资料,包括年龄、性别、肿瘤位置、切除程度和随访信息。

回顾性收集2011年至2018年间北京天坛医院神经外科收治的83例脊髓弥漫性星形细胞瘤患者的数据(表1)。

2

组织学分级和分子病理特征评估

确定肿瘤的组织学分级和关键分子标志物状态(H3 K27M、Ki-67、IDH1、BRAF V600E、TERT启动子、MGMT启动子)。

对FFPE样本进行H&E染色评估组织学分级;免疫组化检测H3 K27M突变和Ki-67表达;焦磷酸测序检测IDH1、TERT启动子和BRAF V600E突变,以及MGMT启动子甲基化。

3

预后分析

评估分子标记物和组织学分级对患者总生存期的影响。

使用Kaplan-Meier法和对数秩检验比较不同亚组的OS;使用单因素和多因素Cox回归分析确定与OS相关的临床病理特征。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
ABE419Millipore--
MIB-1Labvision--
QIAmp DNA Mini KitQiagen--
PyroMark Q24 MGMT 试剂盒Qiagen--
PyroMarker Q24 仪器Qiagen--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
H3 K27M突变检测
H3 K27M突变状态通过免疫组化检测,抗体ABE419(Millipore)稀释比1:800。
阅读提示:见Materials and methods部分,Evaluation of histological and molecular pathological features
Ki-67增殖指数检测
Ki-67表达通过免疫组化检测,抗体MIB-1(Labvision)稀释比1:50,阳性核比例由神经病理学家手动计算。
阅读提示:见Materials and methods部分,Evaluation of histological and molecular pathological features
IDH1/BRAF/TERT突变检测
IDH1 R132H、BRAF V600E、TERT启动子C228T/C250T突变通过PCR后焦磷酸测序检测,需从FFPE样本提取DNA。
阅读提示:见Materials and methods部分,Evaluation of histological and molecular pathological features
MGMT启动子甲基化检测
MGMT启动子甲基化通过PyroMark Q24 MGMT kit检测。
阅读提示:见Materials and methods部分,Evaluation of histological and molecular pathological features
生存分析
采用Kaplan-Meier法和对数秩检验比较OS,单因素和多因素Cox回归分析需明确变量(年龄、性别、级别、H3状态、Ki-67、切除程度)。
阅读提示:见Materials and methods部分,Statistical analysis