《Neurosurgery Clinics of North America》杂志 2023 年7月刊载[34(3):311-318.]美国University of Utah, Sandy的Christian Davidson撰写的《脑膜瘤的组织病理学和分子评估。Histopathologic and Molecular Evaluation of Meningioma》(doi: 10.1016/j.nec.2023.02.001. ）。

脑膜瘤是最常见的颅内肿瘤。本文综述了这些肿瘤病理学的各个方面，从它们的冰冻切片表现到病理学家在显微镜下可能遇到的各种亚型。特别强调了用光学显微镜手段进行CNS 的WHO分级对预测这些肿瘤生物学行为的重要性。此外，还提供了有关这些肿瘤的DNA甲基化分析的潜在影响，以及这种分子检测模式可能是我们进一步完善脑膜瘤分析的可能性的相关文献。

要点

●脑膜瘤的组织病理学多种多样。

●CNS世界卫生组织分级用于预测生物学行为，并作为临床决策的关键数据点。

●DNA甲基化分析为预测脑膜瘤临床行为提供了一种先进且可能更准确的方法。

共同的组织学特征和冰冻切片

脑膜瘤通常具有梭形上皮样细胞，最常见的组织学特征是旋涡状、核假包涵体和沙砾样钙化(Meningiomas typically possess spindled-toepithelioid cells, with the most common histologic features being whorls, nuclear pseudoinclusions,and psammomatous calcifications)(见图1)。虽然并非所有脑膜瘤都具有这三种特征，但在以硬脑膜为基础的肿块中出现其中任何一种都应向病理学家提示脑膜上皮肿瘤。

术中病理会诊(俗称冰冻切片)是神经病理学家的急性参与的版本。我们的神经外科同事需要尽快得到答案，他们几乎没有能力咨询专家，也没有机会进行免疫组织化学(IHC)或分子检测来完善诊断。冷冻切片诊断是指导手术决策的必要手段，因此在脑肿瘤患者的治疗中至关重要。幸运的是，脑膜瘤的基本组织学特征在涂片和冰冻切片中都很容易被识别，对于熟悉这些特征的病理学家来说，应该不会构成困难的挑战。

在脑膜瘤的涂片上，细胞核通常呈卵圆形，平淡无奇，小的不典型核，核轮廓光滑，染色质光滑（ oval, banal, minimally atypical nuclei with）。在涂片制备中可以看到核假包涵体，但最有帮助的是涂片中脑膜瘤细胞质的性质(见图1A)。细胞质微嗜酸性且细腻，看起来像薄纸或“飘动的窗帘”。也可观察到旋涡和钙化（The cytoplasm is faintly eosinophilic and delicate,lending the appearance of tissue paper or “billowing curtains.”）(图1B和图C)。结合细胞核特征(以及硬脑膜肿块的病史)，通常仅通过涂片即可诊断脑膜瘤。

肿瘤涂片显然破坏了大部分的结构评估(旋涡除外)。这就是冷冻切片最有用的地方。标志性的组织学特征(同样是旋涡、核假包涵体和沙砾样钙化)通常很明显，通常可以证实涂片的诊断怀疑。

虽然大多数脑膜瘤为中枢神经系统(CNS)世界卫生组织(WHO)的 1级，因此预示着良好的预后，但冷冻切片仍可见不典型或恶性特征(详见下文)。有人可能会认为这可能会使病理学家处于一个困难的境地，但现实情况是，神经外科方法可能不会因存在的CNS WHO 2级或3级特征而改变。因此最好在冰冻的时候提一下未用CNS WHO分级标记肿瘤的高级别特征。请记住，病理学家在硬脑膜肿瘤冷冻切片(以及所有神经外科手术)中的作用是提供信息以协助神经外科医生的临床决策。不应漏诊淋巴瘤或感染等疾病，因为这些组织病理学怀疑要求进行的强制性检查(分别为流式细胞术和培养)是这些患者的标准治疗。

世界卫生组织CNS肿瘤分级标准

CNS的WHO1级脑膜瘤

大多数脑膜瘤属于CNS WHO 1级分类。如果完全切除，这些肿瘤通常表现为惰性生物学行为，许多患者从未见复发。

脑膜上皮（Meningothelial）脑膜瘤

脑膜上皮脑膜瘤(图2A)通常由带有明显核假包涵体的上皮样细胞组成。这些细胞通常形成合胞体，但这实际上是“假合胞体(pseudosyncytium)”。虽然在光学显微镜下很难观察到细胞的边界，但电子显微镜显示了微妙的细胞过程。旋涡和沙砾体不常见。这些肿瘤通常发生在颅底。

纤维性(Fibrous)脑膜瘤

纤维性脑膜瘤(图2B)表现为梭形细胞形态，在富含胶原的基质中呈束状生长。脑凸面是该亚型的常见部位。

过渡性（Transitional）脑膜瘤

过度性脑膜瘤，这种亚型，通常表现为脑膜上皮脑膜瘤和纤维脑膜瘤的混合特征。旋涡和沙砾体在该亚型中很容易辨认(图1D)。

沙砾样（Psammomatous）脑膜瘤

沙砾样脑膜瘤(图2C)通常起源于蝶骨翼或脊柱(尤其是胸椎)的硬膜。这种亚型表现为大量的沙砾样钙化，有时主要分布于肿瘤中，使肿瘤性脑膜瘤细胞模糊不清。

血管瘤性（Angiomatous）脑膜瘤

血管瘤亚型(图2D)显示大量血管(典型的玻璃样变)，血管间的间隙被肿瘤性脑膜上皮细胞占据。细胞核异型性可以很明显，但这并不被认为是恶性肿瘤的标志。相反，如果它被称为“退行性核不典型性（degenerative  nuclear atypia）”。

分泌性（Secretory ）脑膜瘤

这一亚型的特征是存在腺样形成(图2E)，有圆形、嗜酸性过碘酸希夫(PAS)阳性和癌胚抗原(CEA)免疫阳性的分泌物(图2F)。连同血管瘤和微囊性脑膜瘤，邻近的大脑可表现有与肿瘤大小不成比例的脑水肿。

微囊性（Microcystic）脑膜瘤

这种亚型的微囊性外观是由于空泡化的肿瘤细胞形成的细长突起，使肿瘤具有花边、蛛网状的形态。细胞核异型性和多形性可以很明显，但像血管瘤亚型(实际上所有WHO 1级亚型)一样，这并不被认为是恶性的标志。

化生性（Metaplastic）脑膜瘤

偶见血管瘤或微囊性脑膜瘤可沿间叶谱系分化，伴骨性、软骨性和脂肪瘤性组织。这种分化似乎没有任何临床意义，因为这些肿瘤的临床行为符合CNS WHO 1级。

富淋巴奖细胞性（Lymphoplasmacyte-Rich）脑膜瘤

这种罕见的亚型表现为明显的慢性炎症浸润，常使肿瘤性脑膜瘤细胞模糊不清。

CNS WHO 2级脑膜瘤

CNS WHO分级为2级的脑膜瘤复发的可能性较大。因此，认识CNS WHO I级至关重要，因为CNS WHO 2级脑膜瘤残留甚至全切除的患者需要对瘤床进行辅助放疗，以防止进展或复发。神经病理学家可通过四种方法将CNS WHO 2级定为脑膜上皮肿瘤。它们是:

1.  有丝分裂活性增加:每10个高倍视野(HPFs)中有丝分裂计数有4个但< 20个可诊断为不典型脑膜瘤，CNS WHO 2级。

2.  脑侵袭:侵袭脑实质的脑膜瘤被认为是不典型脑膜瘤，CNS WHO 2级(除非他们有CNS WHO 3级特征;见下文)。通常，在H&E上，脑侵袭很明显(图3A)。然而，偶尔，胶质纤维酸性蛋白(GFAP)免疫组化可以显示完全被GFAP阳性大脑包围的脑膜瘤侵袭的小叶。应非常小心，以确保肿瘤真正侵袭脑实质本身。一些脑膜瘤跟随软脑膜血管经Virchow-Robin间隙进入皮质。因为Virchow-Robin间隙是一个连续的蛛网膜下腔，这并不代表真正的脑侵袭。

3.形态学特征:具有CNS WHO 3级特征(见下文)的肿瘤除外。

脑膜上皮肿瘤具有以下5个组织病理学特征中的3个(或4个或5个)，可以可靠地将其分级为不典型脑膜瘤，CNS WHO 2级。

●局灶富细胞

●小细胞改变

●坏死

●无纹的架构

●核仁突出

4. 两种CNS WHO 2级形态学亚型:

脊索样（Chordoid ）脑膜瘤:该肿瘤隐约类似脊索瘤(图3B)，上皮样细胞排列成疏松的索状、小梁状和小叶状，通常被黏液性基质分隔。常见的是脑膜上皮型、纤维型或移行型与脊索样区混合。病理学家必须评估脊索样区域的优势，判断脊索样区域构成了组织学模式的优势。

透明细胞（Clear Cell）脑膜瘤:该亚型由胞质透明且富含糖原的细胞组成(图3C)。建筑通常没有图案，沙砾体和旋涡即使有也不清晰。这些肿瘤可有丰富的结缔组织，有些肿瘤表现为广泛硬化，仅有极少的肿瘤细胞。这些细胞表现出最小的核异型性和罕见的有丝分裂活性，但这掩盖了它们复发的倾向。透明细胞型脑膜瘤好发于桥小脑角和腰骶椎。

CNS 的WHO3级脑膜瘤

符合WHO 3级标准的脑膜瘤是恶性肿瘤，易复发，预后差。

间变性(恶性)脑膜瘤（Anaplastic (Malignant) Meningioma）

这些肿瘤具有明显的恶性组织病理学特征。包括有丝分裂数大于或等于20个有丝分裂/ 10 HPF。此外，它们的形态可以表现为癌、肉瘤甚至黑色素瘤。确定脑膜上皮来源有时可能需要IHC，脱氧核糖核酸(DNA)甲基化分析也可以(见下文)。或者，分子检测也可用于评估级别，端粒酶反转录酶(TERT)启动子突变3,4以及CDKN2A和/或CDKN2B4纯合缺失本身均可诊断CNS WHO 3级脑膜瘤。

横纹肌样（Rhabdoid）脑膜瘤

这些进袭性肿瘤表现为界限不清的细胞质包涵体，质地呈球状或纤维状，通常比周围的细胞质更嗜酸性肿瘤细胞通常是不紧密结合的(图4A)，坏死通常很明显。核仁常明显，核分裂象多见。低级别形态可与横纹肌样区域混合，与脊索样脑膜瘤非常相似，横纹肌样细胞必须构成肿瘤的主要成分，才能证明这一诊断。在其他CNS WHO 1级或2级脑膜瘤中，小横纹肌样细胞灶没有已知的临床意义。

乳头状（Papillary）脑膜瘤

这一罕见亚型脑膜瘤的主要特征是脑膜瘤细胞向血管周围分布，使肿瘤细胞呈现假乳头状外观(图4B)。横纹肌样细胞常构成血管周肿瘤细胞。对于广泛坏死的病例必须小心，这可能导致存活的肿瘤细胞“套住”血管。这种类似乳头状结构的结构不提示CNS WHO 3级生物学行为。

诊断和预后

免疫组织化学

上皮膜抗原(EMA)是证明这些肿瘤起源于脑膜上皮的经典和最著名的免疫组织化学染色(图1F)。高级别脑膜瘤有时表现为EMA染色完全缺失或明显减少。纤维性脑膜瘤常仅有极少的EMA染色。生长抑素受体2A (SSTR2A)是脑膜瘤的另一可靠标志物，但也可在神经内分泌肿瘤中表达。孕激素受体有时也用于诊断目的，但近年来已不太常用。

有两种与预后相关的IHC染色。Ki67 (MIB1)标记超过4%与类似于WHO 2级的临床行为相关，而Ki67指数≥20%提示类似于WHO 3级的临床行为。也有使用磷酸化组蛋白（ phospho-histone）H3将肿瘤分解为有丝分裂指数的类似报道。一种较新的IHC标志物是甲基化特异性抗体，可评估组蛋白-3蛋白(H3 K27me3)中赖氨酸27三甲基化的存在/缺失。Katz及其同事表明，脑膜瘤中H3 K27me3的完全缺失预示着更快的进展。此外，H3 K27me3缺失与在进袭性较强的脑膜瘤中观察到的DNA甲基化模式相关(见下文关于甲基化分析的讨论)。

组织病理学鉴别诊断

多个肿瘤可能与不同亚型的脑膜瘤具有相似的形态，因此需要讨论。

纤维性脑膜瘤:

梭形细胞和丰富的胶原，纤维性脑膜瘤可类似孤立性纤维性肿瘤。因此，EMA和STAT6 IHC可以很容易地区分这两种诊断。纤维性脑膜瘤也可能类似于神经鞘瘤，特别是考虑到梭形细胞、EMA染色频繁丢失和S100染色通常较强。胶原在神经鞘瘤中不常见，所以这可能是一个有用的特征。此外，SSTR2A染色可用于脑膜瘤，但不用于神经鞘瘤。

血管瘤性脑膜瘤:

这些肿瘤可能类似于血管畸形，但散在的肿瘤性脑膜上皮细胞的存在应减少对血管畸形的诊断担忧，而是促使病理学家将其诊断为脑膜瘤。

分泌性脑膜瘤:

它们可能与癌有模糊的相似性，但免疫组织化学染色(EMA和CEA)应该很容易显示这种肿瘤的脑膜上皮性质(EMA)和分泌球(CEA)。

富淋巴浆细胞性脑膜瘤:

这种肿瘤可能类似于非肿瘤性炎症性疾病。如果富含浆细胞，富含淋巴浆细胞的脑膜瘤可类似于肥厚性硬脑膜炎，如在硬脑膜的免疫球蛋白G亚类4 (IgG4)相关疾病以及类风湿关节炎或其他炎性/自身免疫性疾病中所见。

脊索样脑膜瘤:

在显微镜下与脊索样脑膜瘤明显相似的是脊索瘤。脊索瘤和脊索样脑膜瘤的肿瘤位置一般不同:脊索瘤的肿瘤位于斜坡或骶骨，脊索样脑膜瘤的肿瘤位于幕上硬脑膜。IHC有帮助，因为脊索瘤会表达brachyury，而脑膜瘤则不会。注意两者都可以表达EMA。

CNS WHO 3级脑膜瘤:

鉴于该级别中存在的高级别特征，肉瘤、癌和黑色素瘤等肿瘤可纳入鉴别。相关的IHC可以很容易地区分这些实体。

脑膜瘤的DNA甲基化分析

概念

用于神经系统肿瘤分析的最有前景的分子方法一是甲基化分析(methylomics;)。在切除的神经系统肿瘤的分析中，甲基化谱可用于两种临床情况:(1)组织学困难病例的分子分型和/或(2)阐明可能有助于治疗决策的预后因素。由于脑膜瘤的脑膜上皮谱系在组织学上通常不具有挑战性，因此本部分涵盖了脑膜瘤甲基化谱的可能预后意义。

DNA甲基化

DNA甲基化通常发生在胞嘧啶磷酸鸟嘌呤(CpG)岛，CpG岛是基因组上的离散位点，其中一个甲基通过DNA甲基转移酶与胞嘧啶环的C5位置共价结合。许多(但不是全部)CpG岛位于基因启动子内或附近。CpG甲基化通常会阻止转录机制位于启动子上，从而产生基因表达所需的信使核糖核酸(mRNA)的能力。由于基因表达是细胞特性和行为的主要驱动因素，因此评估特定肿瘤中的甲基化模式可能具有诊断价值。一个有用的(虽然是单基因)例子是在弥漫性胶质瘤的神经病理学检查中对O(6)-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶(MGMT)启动子甲基化的常规评估。MGMT基因编码DNA修复酶O(6)-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(pMGMT)。除了在DNA修复中发挥正常的细胞作用外，pMGMT还可以去除由常用的抗胶质瘤化疗药物替莫唑胺形成的致死性DNA加合物。从肿瘤DNA中去除DNA-替莫唑胺复合物会降低药物的疗效。鉴于甲基化的基因启动子抑制转录，MGMT基因启动子的高甲基化在胶质瘤治疗中是一个积极的预后因素也就不足为奇了。在这种情况下，不会产生pMGMT，从而使替莫唑胺留在DNA上，产生抗肿瘤毒性。

随着可以检测全基因组甲基化谱的技术(如Illumina 850K甲基组学阵列）的出现，从分子水平定义脑膜瘤的能力已经提高。甲基化特征对临床治疗的潜在深远影响源于一个事实:脑膜瘤的WHO分级(见上文)存在缺陷。虽然WHO提供的脑膜瘤分级指南通常可预测临床行为，但仍有一些CNS WHO 1级脑膜瘤表现出更强的进袭性。例如，考虑到5种“不典型”组织学特征的评估具有主观性质，这可能并不令人惊讶。因此，我们应该努力开发一种更准确的系统，为我们的患者提供更明确的预后信息。例如，偶尔有组织学上表现为更“不典型”方式的CNS WHO 1级脑膜瘤。如果提前建立一个系统，告知我们这种可能的行为，并据此对患者进行治疗，难道没有帮助吗?另一方面，如果有组织学上可能表现较惰性的CNS WHO 2级脑膜瘤，不过度治疗该肿瘤(即放疗)对患者是否有利?有充分的证据表明，甲基化分析可能为我们提供一个更精细的分类系统，对于组织学分级和实际生物学行为之间存在差异的肿瘤患者，该系统将为其提供更合适的临床决策。

临床应用

2017年发表的两份报告首次阐明了甲基化谱作为脑膜瘤临床治疗中有用的诊断和预后工具的功效。Olar及其同事表明，对140例脑膜瘤的甲基化谱进行无监督聚类可将脑膜瘤分为两个亚组。各组无复发生存(RFS)曲线差异很大。“分子甲基化不良(MM-UNFAV)”组(RFS显著降低的组)的拷贝数变异先前被证明与复发率增加相关。甲基化分析可以揭示已知的拷贝数变异(CNVs)，这是甲基化组学在脑膜瘤风险分层中的可靠验证。Sahm及其同事对所有WHO组织学分级的497例脑膜瘤进行了甲基化分析，并证明了具有不同临床病程的6个亚组:3个被认为是良性的，2个被认为是中间的，1个被认为是恶性的。6个组涉及不同的组织学亚型，一些WHO 2级脑膜瘤与良性亚组聚集在一起，一些WHO 1级肿瘤与中间亚组聚集在一起(令人担忧的是，1个WHO 1级脑膜瘤与恶性亚组聚集在一起)。最引人注目的是他们的预测误差曲线，其中Brier评分(观察到的生存状态的加权平均值，以及通过模型(在本研究中是组织学或甲基化)预测的结果)。当绘制Brier评分随时间变化的图表时，Sahm及其同事证明，脑膜瘤甲基化分类的错误率低于CNS WHO组织学分级的错误率。这进一步证明了甲基化分析在脑膜瘤患者治疗中的功效(和临床效用)。

Nassiri及其同事和Choudhury及其同事发表的另外两篇论文坚定地确立了甲基化分析是脑膜瘤患者治疗的不久未来。这些论文将甲基化的发现与遗传学、转录组学、蛋白质组学和单细胞方法相结合，以发现脑膜瘤的不同分子亚群。Choudhury及其同事检查了565例脑膜瘤，并确定了三个亚组，尽管这些亚组与无进展生存期相关，但Choudhary指出，“DNA甲基化分组并不能消除脑膜瘤分级的重要性”。也就是说，他们的全面蛋白质基因组分析揭示了可能的治疗弱点，而组织学分级无法做到这一点。Nassiri及其同事将总共201个脑膜瘤甲基化分组为4个亚组。与Choudhury不同，Nassiri表明他们的分子组比CNS WHO分级方案更准确地预测临床结局。必须纠正甲基化特征对组织学分级需求的不同影响。这些不同的论文所发现的亚群数量和身份的不同也一定是如此。必须提出统一的、标准化的、被广泛接受的甲基化方案，以建立一定程度的一致性，减少混淆。如果基于甲基化的脑膜瘤分类不依赖于甲基化分析的地理位置，而是依赖于肿瘤本身的实际生物学，这将对我们的神经肿瘤学同事及其患者有益。

总结

脑膜瘤的组织病理学虽然多样，但定义明确。脑膜瘤的CNS WHO分级也值得信赖，且描述清晰，但一些分级标准可能是主观的，这导致了观察者之间的差异，并可能对患者治疗造成影响。多种分子模式的存在进一步细化了我们对脑膜瘤生物学行为的分类。甲基化是研究最全面的分子工具，因此是对这种重要的神经系统肿瘤进行全面病理分析的最佳方式。

临床治疗要点

●准确的脑膜瘤分级对于指导正确的治疗决策至关重要。

●组织病理学分析在临床上有助于预测肿瘤的生物学行为。

●基因或甲基组学检测改进了我们对脑膜瘤行为的理解。

●这些分子检测模式将提高我们预测特定肿瘤临床病程的能力，改善临床决策，从而改善患者治疗。