弥漫性半球胶质瘤H3 G34突变型（G34-DHG）是2021年WHO中枢神经系统肿瘤分类第五版中的一种新型儿童型弥漫性高级别胶质瘤。

近日，中山大学肿瘤防治中心神经外科牟永告教授团队和病理科曾敬教授团队报告了该中心G34-DHG病例的临床病理、分子和免疫浸润特征，并联合分析英国HERBY临床试验和中国胶质瘤基因组图谱数据库(CGGA)的病例，发现G34-DHG具有高频的PDGFRA突变和MUC家族基因突变，部分患者中肿瘤免疫细胞浸润较多且生存期较长，提示针对PDGFRA的靶向治疗和免疫治疗可能为部分G34-DHG患者治疗带来希望。

本研究还发现G34-DHG大多数有MGMT启动子甲基化，手术全切和长期维持替莫唑胺治疗可使 G34-DHG 患者在常规治疗中受益。

相关研究结果于2022年2月2日发表在Journal of Translational Medicine杂志（最新影响因子5.531，即时影响因子7.503）上。

该文章的通讯作者为中山大学肿瘤防治中心神经外科的牟永告教授，第一作者为中山大学肿瘤防治中心病理科的胡婉明主治医师，中山大学肿瘤防治中心病理科的曾敬教授为共同通讯作者，中山大学肿瘤防治中心神经外科的段昊医师和钟升医师为共同第一作者。

据了解，此前，首都医科大学宣武医院病理科滕梁红教授团队阐述了该类胶质瘤的分子病理特征。

目前，对于该类胶质瘤的治疗仍采用手术联合放化疗的方法，疗效不理想。近来，分子靶向治疗和免疫治疗在多种肿瘤中取得了显着疗效。深入了解G34-DHG的分子变化和免疫浸润将有助于建立个性化的肿瘤治疗策略。

据了解，本研究旨在探讨G34-DHG的基因突变及生物学特征，为该类患者寻找有效的预后标志物及新的治疗方向。本研究发现多数G34-DHG具有PDGFRA突变，提示PDGFRA通路可能是一个潜在的治疗靶点。

此外，对于具有大量免疫浸润和MUC16突变的病例，免疫疗法可能是另一种选择。这些发现将为G34-DHG个性化治疗奠定理论基础，有助于改善该类胶质瘤疗效欠佳的现状。

本研究的要点如下：

1. G34-DHG患者临床特征

该中心研究队列中共包括4例男性患者和6例女性患者。初诊年龄为 13至25岁，中位年龄为20.5岁。主要症状包括头晕、头痛、恶心、呕吐、肢体无力和癫痫发作。所有病例均位于大脑半球；其中右侧半球5例，左侧半球4例，双侧半球1例。对于初始治疗，5例患者进行了大体全切(GTR)， 4例接受了次全切（STR），1 例仅接受了活检。对于术后辅助治疗，9例患者接受了辅助同期放化疗（CCRT），1例纳入临床试验的患者接受了12程去水卫矛醇治疗。在接受CCRT的9例患者中，5 例进一步接受了替莫唑胺 (TMZ) 维持治疗，1例进一步接受了4程TMZ+顺铂以及6程TMZ维持治疗。结果表明，GTR和长期维持TMZ治疗可使 G34-DHG 患者在常规治疗中受益。

2. G34-DHG病理特征

所有病例的病理学检查均显示为高级别胶质瘤形态（图1）。均呈高细胞密度、核异型性、有丝分裂活性和细胞多形性，部分病例还可见核偏位的肥胖星形样细胞和多核瘤巨细胞。大多数病例表现为胶质母细胞瘤（GBM）样，伴有微血管增殖和/或栅栏坏死，2例呈局灶性胚胎性肿瘤样。另可见钙化、血管周围生长模式和神经元周围卫星现象。所有病例均呈GFAP阳性表达，Olig2阴性表达；大多数病例 呈ATRX阴性 (9/10)和p53弥漫性强阳性 (8/10)。Ki67 增殖指数很高，从20%到60%不等。Sanger测序显示所有病例均为IDH野生型和TER启动子野生型（表1）。甲基化PCR发现大多数病例有MGMT 启动子甲基化 (8/10)。

图1

3. G34-DHG突变谱

作者随后联合英国HERBY临床试验和中国胶质瘤基因组图谱数据库(CGGA)中的G34-DHG病例，共计分析了15例G34-DHG 的突变频率、突变类型和临床特征，如图 2所示，TP53 (13/15 87.0%)、PDGFRA (12/15, 80.0%) 和ATRX (10/15, 67.0% ) 是最常发生突变的三个基因。其他高频突变的基因包括MUC17 (8/15, 53.0%), MUC16 (8/15, 53.0%), MUC5B ( 7/15, 47.0%), MUC3A (7/15 , 47.0%), OBSCN (6/15 , 40.0%)、SSPO (6/15, 40.0%) 和DOCK3 (6/15, 40.0%)。关键的信号转导通路包括 RTK-RAS、NOTCH、WNT、Hippo、PI3K、TP53、MYC 和Cell-Cycle通路。外显子组测序显示15例中有14例受体酪氨酸激酶RTK-RAS通路发生变化，涉及42/84个通路基因（包括PDGFRA、MET、BRAF、ERF、FGFR1和NF1）。最常发生改变的染色体是 3p26.33 (11/12)、4p12 (11/12)、9q21.13 (7/12) 和 9q34.11 (4/12) 。

图2

4. G34-DHG中PDGFRA 突变

PDGFRA 是神经胶质细胞发育中的重要受体酪氨酸激酶，测序结果显示，大多数 G34-DHG 具有PDGFRA突变（12/15）。进一步鉴定出PDGFRA突变组与非突变组之间存在150个差异基因（DEG）图 3，包括95个下调基因和55个上调基因。按程度排序的前10个核心基因包括FOS、CXCL8、CXCR1、IL1B、COL1A1、MMP9、FCGR3B、TNF, CCL4和CCL3。

图3

5. G34-DHG中MUC16突变和免疫浸润特征

利用RNA测序，作者分析了10例G34-DHG患者的免疫相关基因表达。研究发现G34-DHG 虽然是免疫冷肿瘤，但有少数例外。队列中有一例显示出显著的免疫浸润，其中含有大量 CD4 和 CD8 +T 细胞。该患者的 OS 达到 75 个月，明显长于免疫浸润低的 9 例患者（平均生存时间：12 个月）。对先前发表的对 30 种实体瘤类型的泛癌分析表明，具有MUC16突变的患者表现出更高的肿瘤突变负荷和新抗原负荷。作者进一步分析了具有MUC16突变的 G34-DHG 和MUC16野生型的G34-DHG 的免疫细胞浸润状态。然而，尚未发现MUC16突变与免疫细胞浸润之间存在联系，这可能是因为本研究中病例数太少所致。

图4

6. G34-DHG患者生存分析

生存分析发现 G34-DHG患者的 OS 比 IDH 突变型高级别胶质瘤患者差，但优于 H3K27M 突变的弥漫中线胶质瘤（H3K27M-DMG）患者。IDH突变型高级别胶质瘤、G34-DHG和H3K27M-DMG患者的平均生存时间分别为58.4、53.8和18.4个月（P < 0.001）。进一步分析发现年龄（≥ 18 岁 vs. < 18 岁）和性别（男性 vs. 女性）不影响患者预后。尽管没有达到统计学差异，但 Kaplan-Meier 曲线分析显示出：人种、PDGFRA突变、MUC16突变和MUC17突变具有影响预后的趋势。中国患者的中位 OS 为 18 个月，而白种人患者为 12 个月（P = 0.105）。具有PDGFRA突变的患者往往表现出更短的 OS（中位 OS：11.5个月VS 16个月），而MUC16和MUC17突变似乎都有利于预后（中位 OS：分别为 15个月VS 12个月和 16个月VS 11.5个月）。

表1

通讯作者：牟永告  教授，中山大学附属肿瘤医院神经外科主任、主诊教授、博士生导师、主任医师、医学博士。中国临床肿瘤学会 (CSCO） 神经系统肿瘤专家委员会主任委员、广东省抗癌协会神经肿瘤专业委员会主任委员、广东医学会神经外科分会副主任委员、中国抗癌协会胶质瘤专业委员会副主任委员、中国神经科学学会神经肿瘤分会副主任委员、中国脑转移瘤综合诊疗协作组副组长、中国医药技术协会3D打印技术分会委员。主持国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广东省/广州市科技攻关重大项目等十余项科研项目。在Chinese Medical Journal，Nature Communications，Neuro-oncology，Cancer等杂志发表学术成果多项。获中华人民共和国实用新型专利十项。

第一作者：胡婉明，病理科主治医师，医学博士。中山大学肿瘤防治中心病理科中枢神经系统及头颈亚专科秘书。2020第三届广东省青年病理医师诊断大赛冠军；广东省抗癌协会神经肿瘤专业委员会青年委员、秘书；广东省抗癌协会肿瘤病理专业委员会青年委员；广东省临床医学学会病理学专业委员会青年委员；广东省精准医学应用学会分子病理分会委员。以第一/通讯作者（含共同）身份发表SCI论文30余篇；参与编写中英文专著4本；获得国家自然科学基金青年基金1项，中山大学年度梁伯强暨秦光煜教授病理学奖1次；现任《中国普通外科杂志》青年编委，BioMed Research International杂志学术编辑。

共同通讯作者：曾敬，教授，中山大学肿瘤防治中心病理科副主任医师，医学博士，硕士生导师。中国抗癌协会神经肿瘤专业委员会第一届脊髓脊柱肿瘤学组副组长；中国抗癌协会肿瘤病理专业委员会脑胶质瘤协作委员；中国研究型医院学会超微与分子病理学专业委员会委员；中国抗癌协会广东神经肿瘤专业委员会委员；广东省抗癌协会肿瘤病理专业委员会第一届青年委员会主任委员；广东省抗癌协会肿瘤病理专业委员会常委；亚专科方向：中枢神经系统/头颈肿瘤病理。

共同第一作者：段昊，神经外科医师，医学博士，毕业于中山大学，2016年至2018年赴美国宾夕法尼亚大学学习，致力于神经肿瘤临床及基础研究。主持广东省青年基金项目1项，参与国家自然科学基金及省市重点科研项目多项，以第一、共同第一作者在《Nature Communications》、《JCI insight》、《中华医学杂志英文版》等国际主流杂志发表学术论文10余篇，授权实用新型专利4项，多次参加美国神经肿瘤协会（SNO）年会学术交流。

共同第一作者：钟升，神经外科医师，博士。毕业于吉林大学，哈佛大学。哈佛大学医学院联合培养博士、生物信息学硕士，吉林大学白求恩医学院临床医学八年制博士，连续三年获得国家级博士生奖学金。累计发表一作SCI论文20余篇，担任Biomedical Pharmacology，World Neurosurgery等杂志审稿人。研究方向主要为胶质瘤的免疫治疗，胶质瘤基因组学分析，结构生物学指导下药物筛选，脑肿瘤的影像组学分析。