1级脑膜瘤一定是良性？3级是恶性？分子检测或改变约30%WHO病理分级

脑膜瘤是最常见的成人原发性中枢神经系统（CNS）肿瘤，约占三分之一。脑膜瘤通常是良性的，但其中有一部分可能表现为恶性。世界卫生组织（WHO）中枢神经系统肿瘤分类将脑膜瘤细分为三个等级，旨在预测预后并指导管理。1级脑膜瘤5年无进展生存率（PFS）为75%-90%，包括9种组织学亚型。2级脑膜瘤有较高的复发率和发病率，5年PFS为23-78%。脑膜瘤有下列任意一个特征的即判定为2级：1、特异性病理组织学（如透明细胞或脊索瘤样型）；2、虽然为1级组织学亚型，但核分裂象为4-19/10 HPF；3、脑浸润；4、存在WHO定义的5个非典型特征中的3个。3级脑膜瘤被认为是恶性的，5年PFS为0%，其特征包括1级组织亚型且核分裂象≥20/10 HPF或存在横纹肌样或乳头状组织亚型。

在目前的临床实践中，WHO分级和切除范围是预测肿瘤行为和指导脑膜瘤治疗最广泛使用的指标。大多数治疗模式涉及3级脑膜瘤全切除或次全切除后的辅助放疗。通常采用放射治疗作为1级和2级脑膜瘤在全切除或次全切除后复发的辅助治疗，这主要基于机构的回顾性系列研究。最近的研究显示，脑膜瘤的临床病程可能与WHO分级不一致，1级脑膜瘤患者尽管全切除手术成功，但仍可复发或具有侵袭性，而更高级别的脑膜瘤可能有良好的自然病史。

随着对脑膜瘤分子结构的逐步了解，仅凭WHO分级可能无法充分预测肿瘤行为以进行监测或制定辅助治疗方案。最近的几篇文献提出了纳入基因组和/或表观基因组数据的替代分级系统，以更好地预测脑膜瘤的行为，特别是针对那些行为不符合其指定的WHO分级的患者。这些分级系统结合了分子数据，包括序列变异、甲基化和拷贝数变异等，并且与仅基于WHO组织学的模式相比，更具有预测脑膜瘤复发和无进展生存期的能力。

脑膜瘤分子变异谱的快速发展以及基于基因数据进行临床管理的明显临床效益，使得最新的WHO分类结合了分子命名法。鉴于分子谱分析在预测脑膜瘤行为方面的推测优势，研究者试图在一组前瞻性脑膜瘤中评估脑膜瘤的分子特征（拷贝数和突变数据）与WHO的组织病理学分类（目前预测脑膜瘤行为的方法）之间的一致性。

研究方法

所有在2019年5月至2021年4月期间接受中枢神经系统肿瘤切除术后组织病理学诊断为脑膜瘤的患者均纳入研究。根据2016年出版的第4版WHO中枢神经系统肿瘤分类修订版中的指南进行组织病理学分级。从2019年11月开始，前瞻性地获取了所有脑膜瘤的染色体图谱和突变数据（对118个中枢神经系统肿瘤相关基因进行测序）。基于先前研究脑膜瘤基因亚群的结果，存在BAP1、CDKN2A或B突变，或TERT启动子突变的1级脑膜瘤被认为具有更高的复发风险和与组织病理学分级不一致的分子特征。与较高级别(2/3)脑膜瘤一致的拷贝数数据被定义为染色体1p、3p、4p/q、6p/q、10p/q、14q、18p/q和/或19p/q中的任何丢失。拷贝数正常和不涉及所列染色体的微小拷贝数变异，22号染色体的单倍体，以及与血管瘤性脑膜瘤一致的多倍体染色体病例被认为与1级脑膜瘤一致。

研究结果

通过一项切除脑膜瘤的两年队列研究评估常规更新的分子谱的临床价值：

研究者通过2019年5月至2021年4月的分子数据来补充对一系列前瞻性脑膜瘤的组织病理学分析。在这两年期间，共有156例脑膜瘤患者接受手术切除，少数病例被排除在该队列中(图1A)。排除分析的5例中，2例因DNA不足而缺乏分子数据，1例为非CNS肿瘤，2例为本研究2年内复发的重复病例。其余151例纳入分析，大部分为WHO 1级病例(85%)，约15%为WHO 2/3级病例(图1B)。NF2基因变异是与脑膜瘤相关的最常见基因变异，在不同级别的脑膜瘤中均匀分布，约占总脑膜瘤队列的40%。常见的组织病理学亚型在本队列中都存在，其中脑膜上皮和移行性肿瘤占1级肿瘤的大部分(图1C)。本队列的人口统计数据也与国家数据一致，1级脑膜瘤在女性中的发病率更高，而WHO 2级和3级脑膜瘤中女性和男性的发病率相差不大(图1D)。使用的基因panel包括了118个基因的序列变异和由染色体微阵列确定的拷贝数变异。99%的病例通过基因panel检测到序列变异，82%的病例通过染色体微阵列检测到拷贝数变异。81%的病例有来自基因panel和染色体微阵列的数据(图1E)。本队列主要包括颅内脑膜瘤，只有2.6%的病例位于脊柱，6%的病例有多发性脑膜瘤。起源于前后凸部、镰部和幕部脑膜的肿瘤被纳入队列，超过一半的病例(52%)被归为颅底脑膜瘤(图1F)。

图1

在大量WHO I级脑膜瘤中存在与高级别脑膜瘤一致的拷贝数和序列变异：

拷贝数相关数据已被证明可预测肿瘤的行为，一些研究小组提出了基于拷贝数相关数据的分子分级系统，因为拷贝数相关数据在非研究性临床环境中很容易获得。研究者根据先前的文献确定本队列中的脑膜瘤是否具有与低级别或高级别脑膜瘤一致的拷贝数谱，从而将其归类为“低”或“高”风险谱。然后将这些图谱与指定的WHO组织病理学分级进行比较(图2A)。

图2

在本队列中，拷贝数变异通常是拷贝数丢失，且随着WHO分级的增加显著增加（p<0.0001）(图2 b)。1级脑膜瘤通常有更平衡的拷贝数谱或孤立的单倍体。随着时间的推移，有较高拷贝数谱的WHO 1级脑膜瘤会发展为WHO更高级别。除了22号染色体外，在本系列的WHO 1级和WHO 2/3级脑膜瘤中最常见的染色体异常是1p缺失，与之前的报道一致。6q和14q缺失也经常发生。

在WHO 1级脑膜瘤中，71%的病例出现低级别拷贝数谱，其中44%的病例没有显著的拷贝数变异。值得注意的是，其余29%的WHO 1级脑膜瘤具有提示更高级别肿瘤的拷贝数谱，因此被称为“高风险”谱。对于WHO 2/3级的脑膜瘤，78%的病例具有与高级别一致的拷贝数谱，但22%的病例表现出通常在1级脑膜瘤中发现的拷贝数谱(图2A)。与WHO 2/3级脑膜瘤相比，具有低级别拷贝数谱的WHO 1级脑膜瘤的拷贝数丢失事件无统计学差异（p>0.999）。无论WHO分级如何，具有高级别拷贝数谱的病例拷贝数丢失事件显著高于具有低级别拷贝数谱的病例（p<0.001）(图2C)。与具有低级别拷贝数谱的WHO 1级脑膜瘤相比，具有高级别拷贝数谱的WHO 1级脑膜瘤的有丝分裂指数（Ki-67）较高（4.0±4.5 vs. 2.2±2.08）。然而，有相当大的可变性，这种差异没有达到统计学意义（p=0.14）(图2D)。同样，WHO 2/3级低风险拷贝数谱脑膜瘤与高风险拷贝数谱脑膜瘤之间的有丝分裂指数没有统计学差异（p=0.998）。仅根据组织学结构无法将具有高风险分子特征的WHO 1级脑膜瘤与低风险分子特征的脑膜瘤区分开来(图2E, F)。注：1、低级别拷贝数谱：拷贝数数据提示更低级别脑膜瘤；2、高级别拷贝数谱：拷贝数数据提示更高级别脑膜瘤。

除了拷贝数变异，BAP1、CDKN2A/B和TERT的序列变异与更侵袭性的临床病程相关。在本队列中，8%的脑膜瘤在其中一个基因中存在突变，其中大多数为WHO 1级脑膜瘤（8/12，图2G）。更高级别的拷贝数变异在NF2变异型脑膜瘤中更常见，TERT突变在NF2野生型脑膜瘤中发生更频繁。TERT启动子突变占TERT突变的29%。值得注意的是，大多数BAP1、CDKN2A/B和TERT序列变异的病例发生在具有低级别细胞基因学背景的脑膜瘤中。

综上所述，29%的WHO 1级病例存在高风险拷贝数谱或有害突变谱，并不能通过有丝分裂指数或组织学结构来区分。

基于脑膜瘤基因组图谱鉴定脑膜瘤分子亚群：

为了更好地理解脑膜瘤的生物学，已确定了相互独立的WHO 1级脑膜瘤亚群，这些亚群具有独特的驱动基因突变。其中包括携带AKT1、PIK3CA、POLR2A、SMO、KLF4和POLR2A、TRAF7突变的脑膜瘤。这些基因的突变已被证明与肿瘤的位置相关，并且在某些情况下用于确定脑膜瘤的组织学亚型或提示肿瘤行为。

图3A显示了本队列的主要突变概况。突变图谱将脑膜瘤细分为基因上不同的亚组，其中大多数具有单个致癌驱动基因突变或先前描述的共突变，如KLF4 K409Q (K443Q)和TRAF7共变异或AKT1 E17K和TRAF7共变异(图3A)。除了少数病例外，与高度拷贝数变异的脑膜瘤相比，突变发生在温和的细胞基因学背景中，这与这些突变与更良性的临床过程相一致。本队列中的大多数脑膜瘤病例为WHO 1级，WHO 2/3级脑膜瘤的基因组数据比较有限(图3B)。然而，研究者对WHO 2/3级脑膜瘤的分析与先前报道的WHO分级较高的脑膜瘤基因组图谱一致。虽然在WHO 2/3级脑膜瘤中经常检测到NF2变异，但在NF2野生型脑膜瘤中，上述提到的驱动基因突变在2/3级脑膜瘤中发生的频率较低。一个例外是重复出现的AKT1和TRAF7共突变发生在具有低级别细胞基因学背景的高级别脑膜瘤中。

图3

在具有相似分子谱的脑膜瘤中发现人口统计学和肿瘤位置的相关性：

基于分子分析可将脑膜瘤进一步细分为几个分子亚组，根据先前的研究，预测这些分子亚组的行为类似(图4A)。值得注意的是，无论WHO级别如何，低级别拷贝数和序列变异的亚组呈现出相似的M:F比例（男女比例，~25:75）(图4B)。此外，具有低级别特征的脑膜瘤往往多发于颅底部位，NF2野生型脑膜瘤多发于前窝和中窝，而NF2变异型脑膜瘤多发于后窝和中窝以及沿镰的位置(图4C)。相反，高级别拷贝数变异的脑膜瘤具有更平衡的M:F比值，这在高级别脑膜瘤中常见(图4B)。此外，这些病变多发生在静脉旁部位（即矢状旁、镰状），很少发生在颅底前部，据报道，颅底前部发生1级脑膜瘤的频率较高(图4C)。

图4

讨论

自2016年以来，分子数据已被纳入其他中枢神经系统肿瘤的WHO分级标准，而脑膜瘤的分级主要基于组织病理学数据。今年，WHO将包括CDKN2A/B和TERTp在内的分子变异加入到脑膜瘤分级中。虽然这些基因的变异被认为是负预后生物标志物，但它们发生在少数脑膜瘤中且并不能辅助鉴别中度风险的脑膜瘤。近年来，也有越来越多的文献支持使用更新的分子谱对脑膜瘤进行分类。基于甲基化、序列变异和拷贝数数据的分类方案已被引入，并已被证明在预测肿瘤行为方面优于WHO分级。然而，在临床实践中，WHO组织病理学分级仍然是指导脑膜瘤患者管理的标准，分子方法并未被广泛应用。

将更新的分子谱分析纳入脑膜瘤患者的日常管理中的一个主要障碍是，更新的分子谱分析方法（包括DNA和RNA测序以及甲基化研究）仅限于主要的学术和研究机构。为了解决这个问题，研究者通过商业资源对患者进行肿瘤基因学常规检测，并评估了将所有切除脑膜瘤的更新分子图谱纳入常规临床管理的临床价值。本研究中采用的更新分子谱分析方法可以广泛应用于脑膜瘤的治疗。虽然这种额外的检测增加了脑膜瘤评估的前期成本，但准确预测临床行为和改善临床管理的潜在好处是无价的，可能避免对预期为低风险的WHO 2/3级肿瘤患者进行不必要的治疗，并可能改善具有高风险基因谱的WHO 1级脑膜瘤的预后。

在脑膜瘤的治疗中，一个重要的考虑因素是使用辅助放疗来治疗仅靠手术切除难以控制的肿瘤。最近的一些试验评估了放疗对中度复发风险脑膜瘤的益处，包括全切除术后复发的1级脑膜瘤和2级脑膜瘤，此外，随机试验正在进行中。虽然在这类脑膜瘤中正确使用放射治疗仍是一个有争议的领域，但将脑膜瘤精准地分为低、中、高危三类是至关重要的，以便准确评估放射治疗在治疗中的适用性。针对致癌驱动基因突变的系统性治疗在脑膜瘤治疗中益处有限，并没有广泛应用于临床实践。然而，分子靶点仍然是脑膜瘤的一个研究领域，临床试验正在进行中。如果系统性疗法成为脑膜瘤治疗的可行选择，那么分子数据将对临床决策至关重要。

在本研究中，基于分子分析，有很大比例（近30%）的脑膜瘤的临床行为预测与指定的WHO分级不一致。这与最近的一份报告一致，该报告应用更新的基因组学创建了一个分子级别并改进了脑膜瘤行为的预测，当应用分子数据时，高达32%的病例被重新分类。本研究设计有一些固有的局限性，需要考虑。虽然本研究的样本通常可以反映国家数据，但研究纳入的1级病例比例略高（85%），而2级病例相对较少，3级病例只有2例。本队列也具有相当的异质性，包括颅内和脊髓病例，以及11例复发病例，颅骨基底肿瘤的比例较大。虽然这种异质性可能会引入混淆解释的变量，但研究者认为，本研究的目的是尽可能少地排除病例，以准确地代表一个为期2年的脑膜瘤队列。本研究纳入的数据来自最近切除的脑膜瘤，因此，不包括提供患者随访和关键指标的前瞻性数据，如脑膜瘤复发率和总生存率。本研究的目的是量化分子谱和组织病理学分级之间的差异率，然而，与组织病理学分级相比，随访患者以确定分子谱的预测能力将是协调分子数据与组织病理学分级的关键下一步。

近年来，分子数据对脑膜瘤治疗和管理的临床影响已变得明显。许多结合分子数据的分类已被证明可以改善脑膜瘤行为的预测。随着对脑膜瘤分子认识的快速发展，确定如何将这些信息整合到常规临床环境中并在全国范围内标准化，特别是对于资源有限的机构，并将这些信息与临床结果联系起来，将是非常重要的。

参考文献：

Roehrkasse AM, Peterson JEG, Fung KM, Pelargos PE, Dunn IF. The Discrepancy Between Standard Histologic WHO Grading of Meningioma and Molecular Profile: A Single Institution Series. Front Oncol. 2022 Mar 1;12:846232. doi: 10.3389/fonc.2022.846232. PMID: 35299730; PMCID: PMC8921552.

来源：绘真医学