目前没有关于胶质瘤患者胚系检测的共识，胚系致病性变异的发生率仍然未知。本研究旨在确定成人胶质瘤中致病胚系变异的发生率和类型。回顾性分析了单中心2018年8月至2022年4月进行肿瘤样本/配对正常样本测序的患者，收集了相应的临床资料。识别了152例胶质瘤患者，其中15例（9.8%）携带致病性胚系变异。致病性胚系变异见于：11/84例（13.1%）胶质母细胞瘤，IDH野生型；3/42例（7.1%）星形细胞瘤，IDH突变型；以及1/26例（3.8%）少突胶质细胞瘤，IDH突变伴1p/19q共缺失。BRCA2、MUTYH和CHEK2致病性变异最常见（均为3/15例，20%）。2/15例（13%）患者检出BRCA1变异，NF1、ATM、MSH2和MSH3变异各有1例患者（7%）检出。5/15例（33%）患者先前有癌症诊断。在3/15患者（20%）中观察到NF1，MUTYH和MSH2二次打击体细胞变异。6/15例（40%）携带致病性胚系变异的患者进行了遗传学转诊。14/15例（93%）患者通过配对胚系检测发现致病性变异。这些发现提示遗传性肿瘤综合征的可能性，这会影响监测以及潜在的更广泛的治疗选择，然而，这方面可能被忽视。需要进一步研究在IDH野生型与IDH突变型胶质瘤中，各变异对肿瘤发生的作用，以及致病性胚系变异的发生率和类型。
研究背景
成人型弥漫性胶质瘤具有侵袭性，其中胶质母细胞瘤，IDH野生型是最常见和最致命的类型。最近对胶质瘤分子特征的研究，使人们对肿瘤发生相关遗传事件、肿瘤异质性和对治疗具有预后意义的分子特征有了更深入的了解。虽然大多数肿瘤似乎是新发的，但一部分肿瘤与遗传性胚系致病性变异增加胶质瘤易感性有关。遗传性胶质瘤通常是由参与胶质瘤生成、凋亡或DNA损伤修复关键调控的基因致病性变异引起的。许多遗传性胶质瘤与已知的遗传性肿瘤综合征有关，如神经纤维瘤病，李-佛美尼综合征和林奇综合征，携带胚系致病性变异增加了罹患原发性脑肿瘤和其他癌症的风险。对胶质瘤遗传风险的进一步研究通过全基因组关联分析识别了胶质瘤候选基因（如POT1）致病性变异或风险增加的位点。有趣的是，家族性和散发性胶质瘤具有相似的分子特征，胚系和体细胞事件都汇聚在对胶质瘤发生起重要作用的相同核心通路上。
尽管已知某些类型的胶质瘤与胚系突变相关，但没有关于胶质瘤患者胚系检测的共识，导致基因检测较少进行。为了探索胶质瘤中致病性胚系变异的发生率和类型，本研究回顾了单中心152例进行了肿瘤样本/配对正常样本测序的成人型弥漫性胶质瘤患者。
研究结果
患者人口统计
152例患者进行了肿瘤样本检测和配对胚系检测。71例（46.7%）为女性，81例（53.3%）为男性，平均年龄51.75岁。大多数样本为GBM，IDH野生型（n = 84），其次是星形细胞瘤，IDH突变型（n = 42）和少突胶质细胞瘤，IDH突变伴1p/19q共缺失（n = 26）（表1）。20例患者仅进行了肿瘤样本检测，未进行胚系检测。未接受胚系检测的患者在年龄（p-val = 0.0901，双侧t检验）、组织病理（p = 0.568，Fisher's Exact）或性别（p = 0.635，Fisher's Exact）方面与接受胚系检测的患者没有显著差异。这些患者未纳入任何后续分析。胚系检测使用的是遗传性肿瘤综合征相关基因panel。遗传性肿瘤综合征相关基因致病性或可能致病性变异归为致病性变异。在接受配对胚系样本检测的患者中，15/152例（10%）携带致病性胚系变异，其中最常见的是GBM，IDH野生型（n=11），其次是星形细胞瘤，IDH突变型（n = 3）和少突胶质细胞瘤，IDH突变伴1p/19q共缺失（n = 1）。除了胚系致病性变异外，还报告了意义不明的变异（VUS）。54/152例（36%）样本发现VUS，大多数为GBM，IDH野生型（n = 31），其次是星形细胞瘤，IDH突变型（n = 14）和少突胶质细胞瘤，IDH突变伴1p/19q共缺失（n = 9）。
表1. 患者人口统计学
胚系致病性变异和意义不明的变异
致病性胚系变异总结于表2，VUS总结于表3。致病性胚系变异最常见于BRCA2、MUTYH和CHEK2，各有3例患者。有趣的是，所有3例携带胚系CHEK2变异的患者均携带相同的CHEK2变异。2/3例MUTYH变异患者变异位点相同。2例患者存在BRCA1变异。在携带胚系致病性变异的患者中，二次体细胞打击发生于MUTYH（n = 1），NF1（n = 1）和MSH2（n = 1）。在具有胚系致病性变异的患者中，5/15例（33%）有既往癌症史，与其胚系变异一致。例如，一例患者携带BRCA1致病性变异，有卵巢癌史，另一例携带MSH2变异的患者既往有结肠癌诊断。在携带胚系变异的患者中，许多患者有家庭成员既往有癌症诊断，8/15（60%）有直系亲属有癌症诊断，3/15（20%）有原发性脑肿瘤家族史（表2）。具有胚系致病性变异的患者大多患有WHO IV级肿瘤（n=12），一些患有WHO II级肿瘤（n=3）。这些患者的发病年龄和性别分布与较大的队列相似（表4）。40%的胚系致病性变异患者被转诊至遗传学专家，其中33%进行了遗传咨询，未进行进一步分子检测。1例患者预约后拒绝遗传咨询。其余60%的患者大多拒绝转诊。几乎所有（93%）胚系变异的患者都是通过配对胚系测序发现的。先前进行遗传学评估的1例患者有结肠癌史，携带MSH2变异，符合林奇综合征。类似地，在携带癌症相关VUS的患者中，大多数患者患有WHO IV级肿瘤（n=32），一些为WHO III级（n=10），一些为WHO II级（n=12），年龄和性别分布相当。许多VUS涉及的基因与胚系致病性变异涉及的基因相同，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组的人口统计学特征与胚系致病性变异组相似，但III级肿瘤更多（表4）。只有1例（3.7%）VUS患者被转诊进行遗传学评估，该患者同时具有胚系致病性变异。
表2. 胚系致病性变异
表3. 意义不明的变异
表4. 胚系致病性变异和意义不明变异的人口统计
胚系致病性变异和意义不明变异患者的PFS和OS
虽然胚系致病性变异和VUS发生在不同的基因中，但我们探索了在GBM，IDH野生型患者中，有和无胚系致病性变异，以及有和无胚系VUS的患者，PFS是否存在差异（图1）。胚系致病性变异患者的中位PFS较短，但两组没有显著差异（log-rank p=0.34）。胚系癌症相关VUS患者的中位PFS为14.1个月，而剩余队列为9个月（图1，log-rank p = 0.1）。除了PFS外，还探索了在GBM，IDH野生型患者中，有和无胚系致病性变异，以及有和无胚系VUS的患者，OS是否存在差异。胚系致病性变异患者的中位OS较短，但差异不显著（log-rank，p=0.17）（图2）。与PFS类似，有和无VUS患者的OS也没有显著差异（log-rank，p=0.17）。
图1. GBM，IDH野生型患者的PFS
图2. GBM，IDH野生型患者的OS
讨 论
本研究量化了成人型弥漫性胶质瘤不同亚型中胚系变异的发生率和类型。在152例胶质瘤患者中，15例（10%）具有致病性胚系变异，分别为11/84例GBM，IDH野生型，3/42例星形细胞瘤，IDH突变型和1/26例少突胶质细胞瘤，IDH突变伴1p/19q共缺失。致病性变异发生率最高的是BRCA基因，5/15例（33%）患者携带BRCA胚系致病性变异（3/15 BRCA2，2/15 BRCA1）。胚系变异也较常见于MUTYH和CHEK2（均为3/15或20%），包括有患者变异位点相同。有趣的是，在NF1、MUTYH和MSH2中观察到二次体细胞变异，更加证实了其在患者肿瘤发生中的意义。
本研究发现的许多胚系致病性变异在其他癌种中对肿瘤的发生具有重要意义，然而，其偶然见于胶质瘤患者，在胶质瘤发生中的作用尚不明确。研究表明，胚系BRCA致病性变异增加乳腺癌和卵巢癌风险，大约5%和11%的乳腺癌和卵巢癌患者携带BRCA胚系变异。有关于GBM携带BRCA胚系变异的病例报道。有研究认为，BRCA1在GBM发生中不起关键作用。而BRCA2与不同类型的原发性脑肿瘤（包括星形细胞瘤和髓母细胞瘤）更密切相关。在本研究中，1例携带BRCA1致病性变异的患者患有卵巢癌和IDH野生型GBM。BRCA基因通过DNA同源重组修复基因组不稳定性，基因组不稳定性导致对PARP抑制剂较为敏感。尽管BRCA1在胶质瘤发生中的作用模糊不清，但可以探索PARP抑制剂用于携带BRCA1胚系或体细胞致病性变异的胶质瘤患者。PARP抑制剂与替莫唑胺联合治疗胶质瘤在临床前研究中显示出希望，但在临床试验中未能产生结果。3例患者携带相同的CHEK2致病性变异。在1例家族性胶质瘤中发现的CHEK2变异被认为与其胶质瘤发生无关，然而，这些结果提示了该特定变异在胶质瘤生物学中的潜在作用。在小鼠模型中，胶质瘤对放疗有反应需要CHEK2，因此携带胚系或体细胞功能缺失变异的患者可能对放疗敏感性较低，面临更大的肿瘤快速生长风险。ATM胚系变异在脑肿瘤患者中也有报道。与CHEK2相比，ATM变异可以提高胶质瘤对放疗的敏感性。本研究队列中MUTYH变异也较常见。几项最近的研究发现，胚系MUTYH变异似乎富集于胶质母细胞瘤，由于其纠正错配，可能驱动胶质瘤发生。本研究中1例患者MUTYH发生二次体细胞变异。另外2例患者NF1和MSH2发生二次体细胞打击。NF1是一种GTP酶激活蛋白，可降低RAS信号传导，NF1胚系变异与1型神经纤维瘤病相关。本研究中，1例患者携带NF1变异，患有神经纤维瘤，但没有咖啡牛奶斑。高级别胚系NF1突变肿瘤具有GBM典型分子变异，包括TP53和CDKN2A以及PI3K通路变异，而较低级别肿瘤多见MAPK基因变异。MSH2二次体细胞打击也不足为奇，其在DNA错配修复中起重要作用，其致病性变异见于林奇综合征。
本研究中几乎所有患者（93%）都是在胚系检测后发现其携带致病性变异，然而，只有40%的胚系致病性变异患者被转诊至遗传学专家。在携带胚系致病性变异的患者中，5例有癌症个人史，只有1例患者以前接受过遗传咨询。10例患者首先发生胶质瘤，配对检测发现致病性胚系变异。虽然对胶质瘤患者的胚系检测没有达成共识，但欧洲神经肿瘤学协会（EANO）指南推荐患者进行遗传咨询及分子检测，证据等级IV推荐等级C。根据指南，我们应该将更多的患者转诊至遗传学专家。然而，大多数患者拒绝了转诊，没有进行正式的遗传咨询。一些患者疾病进展严重，没有选择继续接受更多评估。本研究队列中，约10%的患者存在致病性胚系变异，约33%的患者存在癌症相关基因VUS。本研究中胚系变异的发生率与其他研究相似，先前的研究表明，脑肿瘤中致病性或可能致病性胚系变异的发生率约为7-15%。在一项泛癌种研究中，大约15%的脑肿瘤存在致病性或可能致病性胚系变异，尽管包括脑转移样本。检测肿瘤样本和配对胚系样本有助于早期识别遗传性肿瘤综合征。进一步遗传学评估可以帮助监测其他癌症，以及对有风险的家庭成员进行级联检测，从而为这些患者提供最优的个体化治疗。
在GBM，IDH野生型患者中，携带胚系致病性变异的患者OS短于不携带胚系致病性变异的患者，但差异无统计学意义（p=0.17）。一个局限是患者数量较少（11/84），限制了生存分析的统计功效。这些患者的肿瘤发病年龄与队列中其他患者也没有显著差异。相比仅仅存在胚系变异，特定基因和特定变异可能与生存更相关。先前的研究探索了特定的变异，发现POT1对生存的影响与性别相关。本研究未分析免疫相关胚系变异，一些研究表明，大多数髓系胚系变异几乎没有作用，而小胶质细胞和巨噬细胞相关粘附趋化因子受体基因（CX3CR1）的特定变异似乎可以改善胶质瘤的OS。
本研究回顾性分析了152例进行了肿瘤样本和配对胚系样本测序的胶质瘤患者，发现15/152例携带胚系致病性变异，其中许多可能在肿瘤发生中起重要作用。93%的患者在接受配对胚系检测后发现携带致病性变异，其中只有40%的患者被转诊至遗传学专家。这些发现提示遗传性肿瘤综合征的可能性，这会影响监测以及潜在的更广泛的治疗选择，然而，这方面可能被忽视。需要进一步研究在IDH野生型与IDH突变型胶质瘤中，各变异对肿瘤发生的作用，以及致病性胚系变异的发生率和类型。
参考文献：
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