胶质母细胞瘤中PDGFRA、KIT和KDR基因扩增：异质性及临床意义

医学 肿瘤学 神经外科
胶质母细胞瘤 PDGFRA KIT KDR 基因异质性 FISH

脑胶质母细胞瘤中的PDGFRA, KIT和KDR基因扩增：异质性及其临床意义

学术背景

脑胶质母细胞瘤(Glioblastoma, GBM)是中枢神经系统最常见的恶性肿瘤，其异质性导致治疗上的重大挑战。GBM不仅在不同患者之间(异质性)，同一个肿瘤内部也表现出细胞遗传和表型上的多样性（同质性和间质性）。这种异质性是固体肿瘤治疗发展中的重大障碍，使得GBM具有高度的治疗抵抗力和侵袭性。此外，肿瘤内异质性表现为多个亚克隆的共存，这些亚克隆可以以互相混杂或空间分离的形式存在。肿瘤异质性在基因、分子和细胞特征上表现为不同的遗传、分子和形态学表现模式，这些因素都在肿瘤进展和治疗抵抗中起关键作用。

研究来源

本文由Bianca Soares Carlotto等人撰写，作者分别来自巴西的Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA)及其附属机构，和美国University of Colorado Anschutz Medical Campus的Medical Oncology Division。本研究发表于2023年的《Neuromolecular Medicine》上(卷号25:441-450)。

研究流程

本文主要研究了脑胶质母细胞瘤中PDGFRA, KIT和KDR基因扩增的异质性和临床意义。本研究通过荧光原位杂交技术(FISH)，在22例GBM样本中检测了4q12扩增子内PDGFRA, KIT和KDR基因扩增的同质或异质共扩增模式，以及细胞携带扩增的弥散或局部分布情况。

  1. 样本选取和前处理

本研究从113例先前分类为GBM NOS的病例中回顾性选取了22例具有4q12扩增子的病例，并通过FISH技术检测基因扩增。当基因对照拷贝数比例≥2，或≥10%的肿瘤细胞中基因拷贝数≥15时，基因扩增被认为存在。所有肿瘤样本都来自手术切除的福尔马林固定石蜡包埋组织（FFPE）切片。

  1. 荧光原位杂交

采用多个基因探针组合进行FISH检测，包括4色探针（PDGFRA/KIT/KDR/CEP4）和2色探针（RB1/LSI 13q34）。标记探针分别为红色、青色、金色和绿色。然后用40×和100×物镜扫描整个肿瘤区域，确定扩增模式的均匀或局部分布，并记录所有载玻片中基因结合探针的聚集情况。

  1. 数据和统计分析

定量变量以均值或中位数描述，分类变量以绝对和相对频率描述，使用卡方检验和费希尔精确检验。生存期用Kaplan-Meier方法评估，并用Log-rank检验比较曲线。使用Cox比例风险模型进行多变量分析。统计显著水平为5%(p < 0.05)，分析使用SPSS 21.0完成。

研究结果

  1. 样本描述

22名患者中，女性占59.1%，诊断年龄从23到71岁不等，平均为53.9岁。焦点功能障碍和颅内压升高是最常见的初诊症状。住院时间从9到167天不等，中位数为18.5天，整体生存期中位数为7.2个月。

  1. 基因扩增分析

所有22例GBM病例均显示对于任何一个基因的高水平扩增。16例病例（72.7%）内基因扩增均匀分布，6例（27.3%）显示局部特异性扩增。10例病例显示PDGFRA, KIT和KDR三基因的同质共扩增，5例显示PDGFRA和KDR两基因的共扩增，1例仅显示PDGFRA基因的扩增。

这6例异质扩增模式的病例中，有3例显示PDGFRA, KIT和KDR三基因同质共扩增和两个基因（PDGFRA和KDR）的共扩增并存，有1例显示PDGFRA, KIT和KDR三基因的共扩增和仅PDGFRA基因的扩增并存，有1例显示PDGFRA, KIT和KDR三基因的共扩增和仅KIT基因的扩增并存。总体来说，16例显示了三基因共扩增（72.8%），5例显示双基因共扩增（22.7%），1例仅显示单基因扩增（4.6%）。

  1. 与生存期的关联

经调整混杂因素后，所有三基因同质扩增（PDGFRA, KIT, 和KDR），年龄≥60岁，和完全肿瘤切除显著与较差的生存期相关。持有这三基因同质扩增的患者，其死亡风险是其他扩增模式患者的10.5倍。此外，60岁及以上患者的死亡风险是60岁以下患者的13.9倍，完全切除的患者死亡风险是部分切除患者的9.3倍。

综述与结论

该研究揭示了成人GBM中涉及RTK基因4q12扩增子的一系列复杂扩增模式，显示了肿瘤异质性在分子水平上的新高度。荧光原位杂交技术有效地解析了这些病理样本中的遗传异质性，并表明PDGFRA, KIT和KDR三基因的同质共扩增与较差的预后显著相关。同时，这一特定GBM亚群中老年患者比例的增加进一步支持了相关生存数据。在此研究的基础上，更多元化和精准的治疗策略应当被考虑，以应对GBM的复杂异质性。

结论

本研究通过综合性评估南巴西GBM样本中的PDGFRA, KIT和KDR基因扩增模式，揭示了4q12扩增子的高度异质性，并确认了FISH技术在病理样本中识别和详细解读异质性的有效性。尽管分析仅限于一次手术切除，发现的高扩增水平表明了这些亚克隆之间可能存在稳定共存。为了提高GBM患者的治疗效果，此类分子异质性必须被系统性地纳入治疗方案设计中。