目前沒有關於膠質瘤患者胚系檢測的共識，胚系致病性變異的發生率仍然未知。本研究旨在確定成人膠質瘤中致病胚系變異的發生率和類型。回顧性分析了單中心2018年8月至2022年4月進行腫瘤樣本/配對正常樣本測序的患者，收集了相應的臨床資料。識別了152例膠質瘤患者，其中15例（9.8%）攜帶致病性胚系變異。致病性胚系變異見於：11/84例（13.1%）膠質母細胞瘤，IDH野生型；3/42例（7.1%）星形細胞瘤，IDH突變型；以及1/26例（3.8%）少突膠質細胞瘤，IDH突變伴1p/19q共缺失。BRCA2、MUTYH和CHEK2致病性變異最常見（均為3/15例，20%）。2/15例（13%）患者檢出BRCA1變異，NF1、ATM、MSH2和MSH3變異各有1例患者（7%）檢出。5/15例（33%）患者先前有癌症診斷。在3/15患者（20%）中觀察到NF1，MUTYH和MSH2二次打擊體細胞變異。6/15例（40%）攜帶致病性胚系變異的患者進行了遺傳學轉診。14/15例（93%）患者通過配對胚系檢測發現致病性變異。這些發現提示遺傳性腫瘤綜合徵的可能性，這會影響監測以及潛在的更廣泛的治療選擇，然而，這方面可能被忽視。需要進一步研究在IDH野生型與IDH突變型膠質瘤中，各變異對腫瘤發生的作用，以及致病性胚系變異的發生率和類型。
研究背景
成人型瀰漫性膠質瘤具有侵襲性，其中膠質母細胞瘤，IDH野生型是最常見和最致命的類型。最近對膠質瘤分子特徵的研究，使人們對腫瘤發生相關遺傳事件、腫瘤異質性和對治療具有預後意義的分子特徵有了更深入的了解。雖然大多數腫瘤似乎是新發的，但一部分腫瘤與遺傳性胚系致病性變異增加膠質瘤易感性有關。遺傳性膠質瘤通常是由參與膠質瘤生成、凋亡或DNA損傷修復關鍵調控的基因致病性變異引起的。許多遺傳性膠質瘤與已知的遺傳性腫瘤綜合徵有關，如神經纖維瘤病，李-佛美尼綜合徵和林奇綜合徵，攜帶胚系致病性變異增加了罹患原發性腦腫瘤和其他癌症的風險。對膠質瘤遺傳風險的進一步研究通過全基因組關聯分析識別了膠質瘤候選基因（如POT1）致病性變異或風險增加的位點。有趣的是，家族性和散發性膠質瘤具有相似的分子特徵，胚系和體細胞事件都匯聚在對膠質瘤發生起重要作用的相同核心通路上。
儘管已知某些類型的膠質瘤與胚系突變相關，但沒有關於膠質瘤患者胚系檢測的共識，導致基因檢測較少進行。為了探索膠質瘤中致病性胚系變異的發生率和類型，本研究回顧了單中心152例進行了腫瘤樣本/配對正常樣本測序的成人型瀰漫性膠質瘤患者。
研究結果
患者人口統計
152例患者進行了腫瘤樣本檢測和配對胚系檢測。71例（46.7%）為女性，81例（53.3%）為男性，平均年齡51.75歲。大多數樣本為GBM，IDH野生型（n = 84），其次是星形細胞瘤，IDH突變型（n = 42）和少突膠質細胞瘤，IDH突變伴1p/19q共缺失（n = 26）（表1）。20例患者僅進行了腫瘤樣本檢測，未進行胚系檢測。未接受胚系檢測的患者在年齡（p-val = 0.0901，雙側t檢驗）、組織病理（p = 0.568，Fisher's Exact）或性別（p = 0.635，Fisher's Exact）方面與接受胚系檢測的患者沒有顯著差異。這些患者未納入任何後續分析。胚系檢測使用的是遺傳性腫瘤綜合徵相關基因panel。遺傳性腫瘤綜合徵相關基因致病性或可能致病性變異歸為致病性變異。在接受配對胚系樣本檢測的患者中，15/152例（10%）攜帶致病性胚系變異，其中最常見的是GBM，IDH野生型（n=11），其次是星形細胞瘤，IDH突變型（n = 3）和少突膠質細胞瘤，IDH突變伴1p/19q共缺失（n = 1）。除了胚系致病性變異外，還報告了意義不明的變異（VUS）。54/152例（36%）樣本發現VUS，大多數為GBM，IDH野生型（n = 31），其次是星形細胞瘤，IDH突變型（n = 14）和少突膠質細胞瘤，IDH突變伴1p/19q共缺失（n = 9）。
表1. 患者人口統計學
胚系致病性變異和意義不明的變異
致病性胚系變異總結於表2，VUS總結於表3。致病性胚系變異最常見於BRCA2、MUTYH和CHEK2，各有3例患者。有趣的是，所有3例攜帶胚系CHEK2變異的患者均攜帶相同的CHEK2變異。2/3例MUTYH變異患者變異位點相同。2例患者存在BRCA1變異。在攜帶胚系致病性變異的患者中，二次體細胞打擊發生於MUTYH（n = 1），NF1（n = 1）和MSH2（n = 1）。在具有胚系致病性變異的患者中，5/15例（33%）有既往癌症史，與其胚系變異一致。例如，一例患者攜帶BRCA1致病性變異，有卵巢癌史，另一例攜帶MSH2變異的患者既往有結腸癌診斷。在攜帶胚系變異的患者中，許多患者有家庭成員既往有癌症診斷，8/15（60%）有直系親屬有癌症診斷，3/15（20%）有原發性腦腫瘤家族史（表2）。具有胚系致病性變異的患者大多患有WHO IV級腫瘤（n=12），一些患有WHO II級腫瘤（n=3）。這些患者的發病年齡和性別分布與較大的隊列相似（表4）。40%的胚系致病性變異患者被轉診至遺傳學專家，其中33%進行了遺傳諮詢，未進行進一步分子檢測。1例患者預約後拒絕遺傳諮詢。其餘60%的患者大多拒絕轉診。幾乎所有（93%）胚系變異的患者都是通過配對胚系測序發現的。先前進行遺傳學評估的1例患者有結腸癌史，攜帶MSH2變異，符合林奇綜合徵。類似地，在攜帶癌症相關VUS的患者中，大多數患者患有WHO IV級腫瘤（n=32），一些為WHO III級（n=10），一些為WHO II級（n=12），年齡和性別分布相當。許多VUS涉及的基因與胚系致病性變異涉及的基因相同，包括ATM（n = 8），BRCA2（n = 4），BRCA1（n = 3），MUYTH（n = 3），CHEK2（n = 1），MSH2（n = 1）和MSH3（n = 1）（表3）。VUS組的人口統計學特徵與胚系致病性變異組相似，但III級腫瘤更多（表4）。只有1例（3.7%）VUS患者被轉診進行遺傳學評估，該患者同時具有胚系致病性變異。
表2. 胚系致病性變異
表3. 意義不明的變異
表4. 胚系致病性變異和意義不明變異的人口統計
胚系致病性變異和意義不明變異患者的PFS和OS
雖然胚系致病性變異和VUS發生在不同的基因中，但我們探索了在GBM，IDH野生型患者中，有和無胚系致病性變異，以及有和無胚系VUS的患者，PFS是否存在差異（圖1）。胚系致病性變異患者的中位PFS較短，但兩組沒有顯著差異（log-rank p=0.34）。胚系癌症相關VUS患者的中位PFS為14.1個月，而剩餘隊列為9個月（圖1，log-rank p = 0.1）。除了PFS外，還探索了在GBM，IDH野生型患者中，有和無胚系致病性變異，以及有和無胚系VUS的患者，OS是否存在差異。胚系致病性變異患者的中位OS較短，但差異不顯著（log-rank，p=0.17）（圖2）。與PFS類似，有和無VUS患者的OS也沒有顯著差異（log-rank，p=0.17）。
圖1. GBM，IDH野生型患者的PFS
圖2. GBM，IDH野生型患者的OS
討 論
本研究量化了成人型瀰漫性膠質瘤不同亞型中胚系變異的發生率和類型。在152例膠質瘤患者中，15例（10%）具有致病性胚系變異，分別為11/84例GBM，IDH野生型，3/42例星形細胞瘤，IDH突變型和1/26例少突膠質細胞瘤，IDH突變伴1p/19q共缺失。致病性變異發生率最高的是BRCA基因，5/15例（33%）患者攜帶BRCA胚系致病性變異（3/15 BRCA2，2/15 BRCA1）。胚系變異也較常見於MUTYH和CHEK2（均為3/15或20%），包括有患者變異位點相同。有趣的是，在NF1、MUTYH和MSH2中觀察到二次體細胞變異，更加證實了其在患者腫瘤發生中的意義。
本研究發現的許多胚系致病性變異在其他癌種中對腫瘤的發生具有重要意義，然而，其偶然見於膠質瘤患者，在膠質瘤發生中的作用尚不明確。研究表明，胚系BRCA致病性變異增加乳腺癌和卵巢癌風險，大約5%和11%的乳腺癌和卵巢癌患者攜帶BRCA胚系變異。有關於GBM攜帶BRCA胚系變異的病例報道。有研究認為，BRCA1在GBM發生中不起關鍵作用。而BRCA2與不同類型的原發性腦腫瘤（包括星形細胞瘤和髓母細胞瘤）更密切相關。在本研究中，1例攜帶BRCA1致病性變異的患者患有卵巢癌和IDH野生型GBM。BRCA基因通過DNA同源重組修復基因組不穩定性，基因組不穩定性導致對PARP抑制劑較為敏感。儘管BRCA1在膠質瘤發生中的作用模糊不清，但可以探索PARP抑制劑用於攜帶BRCA1胚系或體細胞致病性變異的膠質瘤患者。PARP抑制劑與替莫唑胺聯合治療膠質瘤在臨床前研究中顯示出希望，但在臨床試驗中未能產生結果。3例患者攜帶相同的CHEK2致病性變異。在1例家族性膠質瘤中發現的CHEK2變異被認為與其膠質瘤發生無關，然而，這些結果提示了該特定變異在膠質瘤生物學中的潛在作用。在小鼠模型中，膠質瘤對放療有反應需要CHEK2，因此攜帶胚系或體細胞功能缺失變異的患者可能對放療敏感性較低，面臨更大的腫瘤快速生長風險。ATM胚系變異在腦腫瘤患者中也有報道。與CHEK2相比，ATM變異可以提高膠質瘤對放療的敏感性。本研究隊列中MUTYH變異也較常見。幾項最近的研究發現，胚系MUTYH變異似乎富集於膠質母細胞瘤，由於其糾正錯配，可能驅動膠質瘤發生。本研究中1例患者MUTYH發生二次體細胞變異。另外2例患者NF1和MSH2發生二次體細胞打擊。NF1是一種GTP酶激活蛋白，可降低RAS信號傳導，NF1胚系變異與1型神經纖維瘤病相關。本研究中，1例患者攜帶NF1變異，患有神經纖維瘤，但沒有咖啡牛奶斑。高級別胚系NF1突變腫瘤具有GBM典型分子變異，包括TP53和CDKN2A以及PI3K通路變異，而較低級別腫瘤多見MAPK基因變異。MSH2二次體細胞打擊也不足為奇，其在DNA錯配修復中起重要作用，其致病性變異見於林奇綜合徵。
本研究中幾乎所有患者（93%）都是在胚系檢測後發現其攜帶致病性變異，然而，只有40%的胚系致病性變異患者被轉診至遺傳學專家。在攜帶胚系致病性變異的患者中，5例有癌症個人史，只有1例患者以前接受過遺傳諮詢。10例患者首先發生膠質瘤，配對檢測發現致病性胚系變異。雖然對膠質瘤患者的胚系檢測沒有達成共識，但歐洲神經腫瘤學協會（EANO）指南推薦患者進行遺傳諮詢及分子檢測，證據等級IV推薦等級C。根據指南，我們應該將更多的患者轉診至遺傳學專家。然而，大多數患者拒絕了轉診，沒有進行正式的遺傳諮詢。一些患者疾病進展嚴重，沒有選擇繼續接受更多評估。本研究隊列中，約10%的患者存在致病性胚系變異，約33%的患者存在癌症相關基因VUS。本研究中胚系變異的發生率與其他研究相似，先前的研究表明，腦腫瘤中致病性或可能致病性胚系變異的發生率約為7-15%。在一項泛癌種研究中，大約15%的腦腫瘤存在致病性或可能致病性胚系變異，儘管包括腦轉移樣本。檢測腫瘤樣本和配對胚系樣本有助於早期識別遺傳性腫瘤綜合徵。進一步遺傳學評估可以幫助監測其他癌症，以及對有風險的家庭成員進行級聯檢測，從而為這些患者提供最優的個體化治療。
在GBM，IDH野生型患者中，攜帶胚系致病性變異的患者OS短於不攜帶胚系致病性變異的患者，但差異無統計學意義（p=0.17）。一個局限是患者數量較少（11/84），限制了生存分析的統計功效。這些患者的腫瘤發病年齡與隊列中其他患者也沒有顯著差異。相比僅僅存在胚系變異，特定基因和特定變異可能與生存更相關。先前的研究探索了特定的變異，發現POT1對生存的影響與性別相關。本研究未分析免疫相關胚系變異，一些研究表明，大多數髓系胚系變異幾乎沒有作用，而小膠質細胞和巨噬細胞相關粘附趨化因子受體基因（CX3CR1）的特定變異似乎可以改善膠質瘤的OS。
本研究回顧性分析了152例進行了腫瘤樣本和配對胚系樣本測序的膠質瘤患者，發現15/152例攜帶胚系致病性變異，其中許多可能在腫瘤發生中起重要作用。93%的患者在接受配對胚系檢測後發現攜帶致病性變異，其中只有40%的患者被轉診至遺傳學專家。這些發現提示遺傳性腫瘤綜合徵的可能性，這會影響監測以及潛在的更廣泛的治療選擇，然而，這方面可能被忽視。需要進一步研究在IDH野生型與IDH突變型膠質瘤中，各變異對腫瘤發生的作用，以及致病性胚系變異的發生率和類型。
參考文獻：
Malcolm F McDonald and others, Prevalence of Pathogenic Germline Variants in Adult-type Diffuse Glioma, Neuro-Oncology Practice, 2023;, npad033, https://doi.org/10.1093/nop/npad033