IDH突变型胶质母细胞瘤(glioblastoma IDH-mutant，GBM IDH-mut)是2016年中枢神经系统肿瘤WHO分类(修订的第4版)中正式提出的胶质母细胞瘤亚型。它被定义为以星形细胞分化为主要成分的高级别胶质瘤，组织学上以核异型性大、细胞多形性、核分裂活性高，弥漫生长模式，微血管增生和/或坏死为特征，伴IDH1或IDH2基因突变。GBM IDH-mut约占所有胶质母细胞瘤的10%。由于由弥漫型星形细胞瘤(WHO Ⅱ级)或者间变型星形细胞瘤(WHO Ⅲ级)恶变而来的胶质母细胞瘤与IDH突变有关，也称作“继发性胶质母细胞瘤(secondary glioblastoma IDH mutant，sGBM IDH-mut)”^[1]。GBM IDH-mut诊断时平均年龄45岁，主要位于额叶，预后显著好于IDH野生型胶质母细胞瘤(glioblastoma IDH wide-type，GBM IDH-wt)^[1]，然而亦有少数报道部分GBM IDH-mut进展迅速，预后差^[2-3]。因此，GBM IDH-mut的临床病理特征及预后影响因素仍值得深入探讨。本研究回顾性分析2014-2018年病理切片，发现10例符合诊断GBM IDH1-mut，并结合文献探讨该肿瘤的临床病理学特征、免疫表型、分子遗传学特征及分子机制。

1 资料与方法 1.1 材料

收集2014-2018年陆军军医大学大坪医院病理科GBM IDH1-mut病例10例，由高年资病理医师复核组织切片，并结合临床表现及影像学资料。

1.2 方法

1.2.1 临床资料收集

通过查阅住院病历及询问患者收集病例的临床资料，包括临床表现、性别、年龄、病程、肿瘤部位、大小、影像学表现、手术记录、术后治疗和随访情况。以病理确诊之日起计算开始随访的时点，按月记录。随访截止原因有：死亡、中途失访，随访截止日期2019年8月30日。

1.2.2 HE切片制备及免疫组化染色

送检组织用4%中性甲醛液固定，常规脱水，石蜡包埋，4 μm厚度切片，HE染色，光镜观察。免疫组化染色采用Envision法。第一抗体为GFAP、Nestin、Vim、NeuN、NF、Olig-2、IDH1、P53、Ki-67、MGMT、Syn、CD34，以上所有抗体及所用免疫组化试剂购自福州迈新生物技术公司，为即用型抗体。

1.2.3 分子病理检测

FISH检测1p/19q的缺失情况，1p/19q探针购自雅培公司。采用巢式甲基化特异性PCR(MS-PCR)检测MGMT启动子甲基化；采用Sanger测序检测IDH1突变情况，采用荧光定量PCR检测TERT突变和BRAFV600E突变情况，严格按照试剂说明书和操作步骤进行。

1.2.4 病理形态学观察

重点观察肿瘤细胞形态、坏死模式及范围、血管增生，周围有无低级别胶质瘤成分，以及伴随病变如钙化等。

2 结果 2.1 临床资料

10例GBM IDH1-mut患者，其中男性6例，女性4例；年龄28~63岁，平均44.6岁；部位分别是左侧额叶3例，右侧额颞叶2例，右侧额叶1例，额底1例，左侧颞叶1例，左侧枕顶叶1例，左侧颞顶叶1例，以累及额叶多见，其中4例累及两叶。5例患者有明确胶质瘤病史，病史14~144个月，分别是弥漫型星形细胞瘤3例，间变型少突星形细胞瘤和间变型星形细胞瘤各1例；4例临床表现为头昏、头痛伴或不伴呕吐，病程2周至1个月，1例在复查时头颅MRI示右侧额叶胶质瘤术后复发。5例患者无明确胶质瘤病史，病程1 d至24个月，其中4例临床表现为头痛伴或不伴头昏或肢体乏力，病例7和病例10病程较长，分别是6个月、2年；1例表现为反复意识丧失2个月。肿块大小3 cm×3 cm×1 cm~8 cm×6 cm×3 cm不等。患者均行手术完整切除，病例1、2、6分别于术后3、3、24个月死亡，病例2使用TMZ化疗，其余2例患者术后未行其他治疗；病例4、5、7术后行放疗+TMZ化疗，现存活，存活时间分别是60、56、40个月，病例3术后行TMZ化疗，术后5个月复发，失访；病例8术后9个月存活，病例9失访，病例10术后2个月记忆力减退，仍在随访中，具体见表 1。

2.2 影像资料

头颅CT和MRI能清楚显示病灶的位置及大小，病例4示右侧额叶囊实性病灶，约7.8 cm×6.6 cm× 5.8 cm大小，可见不均匀环状强化；病例7头颅MRI示左侧额叶见大片状长T1长T2信号影，范围约4.4 cm× 6.9 cm，FLAIR呈高信号，增强扫描病变内可见斑片状及环形不均匀强化(表 1)。

2.3 手术所见

4例肿瘤位于脑表面，1例肿瘤位于皮层下2.5 cm，1例肿瘤位于颞叶深面，4例肿瘤位置深浅不清楚，颜色呈暗红色、灰白色、灰黄色、黄褐色；7例质地软，3例质韧、质硬。所有肿瘤血供十分丰富，2例肿瘤与周围脑组织分界不清楚，1例肿瘤与周围脑组织有边界，7例肿瘤与周围脑组织的关系不清楚，3例有囊性变，囊液呈黄色，张力高。

2.4 病理特点

大体检查：灰白灰褐色碎组织一堆，切面灰褐色、灰黄色、灰红色、灰白色，质地细嫩(9例)，质地软(1例)。显微镜观察：8例的形态学共同特征为细胞密集，细胞多形，细胞呈圆形(图 1A)、梭形、多角形(图 1B)，细胞异型明显，核分裂象易见，微血管增生、坏死。1例形态表现为密集的异型小细胞组成(图 1C)；1例表现为上皮样细胞及横纹肌样细胞(图 1D)。7例微血管增生密集，分支状薄壁血管(图 1E)及肾小球样血管(图 1F)均有增生，3例微血管增生不密集，但血管增生内皮明显，肾小球样性血管及薄壁血管均有增生；坏死表现为：3例(病例1、5、6)见栅栏状坏死，其中病例1、6栅栏状坏死广泛，病例5见局部栅栏状坏死(图 1G)，2例(病例2、3)见栅栏状坏死+广泛凝固性缺血性坏死(图 1H)，4例(病例4、7、8、10)局灶凝固性缺血性坏死(图 1I)，1例(病例9)局灶凝固性缺血性坏死+栅栏状坏死。2例(病例2、3)未观察到WHOⅡ/Ⅲ成分，8例观察到胶质母细胞瘤周围有WHOⅡ/Ⅲ成分，其中3例(病例1、4、6)周围成分为间变型少突胶质细胞瘤；3例(病例5、7、8)周围成分为弥漫型星形细胞和/或间变型星形细胞瘤；2例(病例9、10)见少突胶质细胞瘤和星形细胞瘤混合成分或间变型少突胶质细胞瘤和星形细胞瘤混合成分。4例见瘤巨细胞，2例见钙化(表 2)。

免疫表型：瘤细胞表达GFAP(2A、F)、9例部分肿瘤细胞表达Olig-2(图 2B、G)Nestin、S-100、IDH1(图 2C、H)呈阳性表达，ATRX表达缺失(图 2E、K)，9例P53核弥漫阳性表达(图 2D、I)，1例未见表达；9例MGMT阴性，1例表达；其中1例GFAP呈局灶阳性，Ki-67阳性比例10%~80%，CD34示增生血管，肿瘤细胞NeuN、NF、CD68、Syn、CD34均为(-)，CD34血管内皮细胞阳性(表 3)。

2.5 分子病理学改变

一代测序法(Sanger测序法)显示10例均见IDH1R132H突变(图 3A、C、E)，MS-PCR显示其中9例MGMT启动子发生甲基化(图 3B、D、F)；FISH显示4例GBM IDH1-mut未发现1p/19q缺失；实时荧光定量PCR检测3例中未见检测到BRAFV600E突变，3例中未见检测到TERT突变(表 3)。

2.6 整合诊断

根据组织学诊断结果和分子病理学改变，本组10例均诊断为胶质母细胞瘤(WHO Ⅳ级)，IDH1突变型。

2.7 病例小结

10例GBM IDH1-mut患者中4例(4、5、7、8)手术后，行放疗+TMZ化疗，预后较好，存活时间分别为60、56、40、9个月，组织学表现为局灶坏死和血管增生不显著；3例(病例1、2、6)手术后(3、3、24个月)死亡及1例(病例3)术后5个月复发，预后差，其组织学表现为坏死广泛和血管显著增生；1例(病例10)随访时间短和1例(病例9)失访。预后好的患者和预后差的患者在P53突变、ATRX突变、MGMT启动子甲基化改变无明显差异。

3 讨论

本组10例GBM IDH1-mut是在165例胶质瘤母细胞瘤中经免疫组化检测IDH1表达及PCR检测发现IDH1突变，符合诊断GBM IDH1-mut，占胶质母细胞的6.0%，略低于7.8%^[4]。这可能是由于本研究采用免疫组化检测IDH1R132H的表达初筛，再用Sanger测序检测IDH1基因突变，可能会漏掉罕见的IDH2突变或IDH1其他突变的患者，但同时也发现免疫组化检测到IDH1表达，再用Sanger测序均能检测到IDH1 R132H基因突变，二者有很好的吻合。为了避免漏掉罕见的IDH2突变或IDH1其他突变的患者，对于年轻胶质母细胞瘤患者，若免疫组化IDH1R132H初筛阴性时强烈推荐进行IDH基因测序^[1]。GBM IDH1-mut少见，以下就其临床特征、病理学特点、分子病理改变进行讨论。

3.1 临床特征

GBM IDH1-mut平均年龄48岁，较缺乏IDH1突变的GBM(平均年龄61岁)明显年轻^[5]。GBM IDH1-mut发生部位以额叶为主^[5-6]，常常累及单叶，累及多叶少见^[7]。本组病例平均年龄44.6岁，部位以额叶多见，占70%，但是有4例累及两叶。本组病例男女之比1.5 :1；高于有报道的1.05 :1^[1]，可能与病例数较少有关。

GBM IDH1-mut多为低级别弥漫型星形细胞瘤和间变型星形细胞瘤恶变而来，故又称“sGBM IDH1-mut”^[8]。sGBM IDH1-mut的平均病史为15.2个月，长于pGBM IDH1-wt的3.9个月^[8]。本组50%患者有明确胶质瘤病史，病史为14~144个月，平均51.2个月。sGBM IDH1-mut肿瘤相关的水肿较pGBM IDH1-wt患者局限，颅内高压症状进展较pGBM IDH1-wt缓慢^[1], 但本组有4例患者继发进展为GBM以后，其颅内高压症状进展快速，与GBM IDH1-wt相似，均表现为头昏、头痛伴或不伴呕吐，病程2周至1个月。

本组50%的患者无明确胶质瘤病史，病程突发1 d至24个月，其中2例病史较长，分别6、24个月。这2例可能经历了低级别胶质瘤过程；另外3例病程短，即所谓的“IDH1突变型原发性胶质母细胞瘤(IDH1mutant primary GBM，pGBM IDH1-mut)”。有无胶质瘤病史的GBM IDH1-mut的基因表达谱和甲基化模式一致^[9-10]。这些相同的基因改变包括频繁的TP53突变和缺乏EGFR扩增^{[1, 4]}，MGMT启动子甲基化、高表达TP53和低表达Ki-67^{[4, 11]}或EGFR^[11]，与本研究结果一致。由于pGBM IDH1-mut和sGBM IDH1-mut的临床特征和分子特征相似，有学者推测由于IDH1-mut pGBM的低级别胶质瘤阶段在临床过程非常迅速，常无明显临床症状，当出现症状时病变已演变为胶质母细胞瘤，故被误认为原发性胶质母细胞瘤^[1]。

3.2 病理学特点

IDH突变型胶质母细胞瘤形态上与IDH野生型胶质母细胞瘤无法区分，除了较少程度的坏死^{[1, 3]}。另有报道二者具有2个显著差异：①凝固性缺血性坏死和/或栅栏状坏死在50%的GBM IDH-mut出现，低于GBM IDH-wt出现的比例(90%)；②少突胶质细胞瘤样的成分更常见于GBM IDH1-mut^{[7, 12]}。本组大多数病例可见到细胞异型、细胞多形，可呈圆形、梭形、多角形核，分裂象易见，微血管增生、坏死等共同特征，少数病例可见小细胞和上皮样细胞瘤形态。大部分病例周围可观察到WHOⅡ/Ⅲ成分，其中5例可见少突胶质瘤细胞样成分。少数病例可见瘤巨细胞和钙化。微血管增生可表现为肾小球样血管、分支状薄壁血管及中等大小的血管增生。坏死表现为：栅栏状坏死和凝固性缺血性坏死，根据累及范围分为大片和局灶，6例见局部坏死，4例见广泛坏死。

免疫表型方面，绝大多数GBM IDH-mut表达IDH1R132H，少数病例由于IDH1或IDH2罕见突变可能会阴性。GFAP、Nestin的表达在GBM IDH1-mut与GBM IDH1-wt中差异不明显，P53过表达、ATRX表达缺失在GBM IDH1-mut更常见，与文献报道相似。

3.3 分子病理改变

3.3.1 IDH1基因突变及相关分子改变

IDH1突变最早报道于2008年，被认为是低级别胶质瘤和继发性胶质母细胞瘤最重要的分子生物学标记^[8]，最常见的是R132H(CGT突变为CAT)突变^[8]。IDH1基因突变是脑胶质瘤早期发生的现象，早于P53突变和1p/19q共缺失^[13]。IDH1突变后，如发生1p/19q共缺失，肿瘤就向少突胶质细胞瘤发展，如发生P53和ATRX基因突变，肿瘤则向弥漫型星形细胞瘤发展^[14]。在IDH1突变型胶质瘤中，突变的IDH1催化产生过量原癌代谢产物2-羟戊二酸，而非正常时的α-酮戊二酸，导致胶质瘤超甲基化表型^[14]，是肿瘤细胞表观遗传不稳定的主要原因。本组9例(9/10)检测到MGMT启动子甲基化。ATRX突变在86%的IDH突变肿瘤中被发现，与TERT启动子突变相互排斥^[14]，本组有3例行TERT检测均未检测到TERT突变。IDH1突变引起胶质瘤中能量代谢、蛋白质代谢及一些癌症相关基因表达水平等生物学过程的变化^[15]。IDH突变状态亦与肿瘤免疫微环境有关，IDH野生型胶质瘤中肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)更多和PD-L1表达更高^[16]。GBM IDH1-mut中小胶质细胞和巨噬细胞(GAMMs)明显减少，但其更具促炎性，提示这有助于改善肿瘤预后^[17]。

3.3.2 IDH-mutⅡ~Ⅲ级星形细胞瘤快速进展为GBM IDH-mut的机制

Ⅱ~Ⅲ级星形细胞瘤分为IDH-wt和IDH-mut，IDH-mut的Ⅱ~Ⅲ级星形细胞瘤患者在无疾病进展生存期和总生存期明显长于IDH-wt的Ⅱ~Ⅲ级星形细胞瘤患者。研究发现一组IDH1 R132H突变的Ⅱ~Ⅲ星形细胞瘤，迅速复发随后发展为胶质母细胞瘤^[2-3]。本组2例死亡和1例复发的患者由低级别胶质瘤进展为胶质母细胞瘤的时间是29、36、14个月，亦可归为快速进展的病例。甲基化阵列检测发现这些肿瘤的总拷贝数变化(copy number alterations，CNA)显著增加。这些胶质瘤侵袭性增加可能与基因组不稳定性增加有关^[2-3]。染色体不稳定性可以抵消IDH突变对WHOⅡ~Ⅲ型星形细胞瘤的有益影响，CNA升高可作为肿瘤快速进展危险性的生物标志物^[3]。

3.4 治疗

IDH-mut胶质瘤的治疗包括手术切除、放疗和化疗。标准的手术+放疗+化疗有助于GBM IDH-mut患者获得长时间生存期。靶向IDH1或IDH2酶抑制剂在脑胶质瘤患者中的疗效仍有待观察^[14]。IDH突变肿瘤可能对聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP)抑制剂更敏感^[14]。IDH突变胶质瘤免疫治疗是基于烷化抑制剂TMZ和洛莫司汀治疗后的胶质瘤DNA错配修复出现缺陷，使肿瘤突变负荷增加，而肿瘤突变负荷增加与新抗原生成增加有助于改善免疫治疗反应^[14]。

3.5 预后

GBM IDH1-mut和IDH1-mut弥漫性胶质瘤患者预后较好^{[1, 11]}，然而有研究显示多因素回归分析中IDH突变作为独立的预后作用有限^{[4, 6]}。CDKN2A/B纯合缺失^[17-18]、坏死及CNV总数均与总生存期相关^[18]，CDKN2A/B纯合缺失与生存期缩短有关^[18]。这也提示GBM IDH1-mut分层研究的必要性。我们对死亡的3例患者(分别于3、3、24个月死亡)及复发的1例肿瘤的形态学进行分析发现，这4例患者均表现为血管增生显著，坏死范围广泛。4例患者中有3例累及两叶，总生存期为24个月的患者累及单叶(左侧额叶)，这也提示病变累及的范围也是预后因素。对存活的5例患者(60、56、40、9、2个月)形态学进行分析发现其坏死表现局限，而前3例长时间存活患者的肿瘤内血管增生也不密集，这也提示血管增生的密集程度和坏死的范围是预后的预测因素。GBM IDH1-mut患者预后良好的机制包括：①局部黏附信号受损导致肿瘤细胞迁移减弱；②HIF-1α信号受抑制^[19]，导致下游生物学功能如血管生成受到抑制^[20]。而部分患者预后差与本组病例所观察到的组织学的特点(坏死范围广泛和微血管显著增生)有关；其分子改变包括CNA显著增加和CDKN2A/B纯合缺失^[17-18]，其分子机制值得深入研究。

本研究收集了10例GBM IDH1-mut的临床病理资料，并复习了文献报道的GBM IDH1-mut，发现存在无低级别胶质瘤病史的GBM IDH1-mut和快速进展的GBM IDH1-mut。GBM IDH1-mut的预后不相同，半数GBM IDH1-mut患者预后好，半数GBM IDH1-mut患者预后差，预后差与组织学的特点(坏死范围广泛和血管显著增生)有关；也可能与其他分子生物学的改变如CNA显著增加和CDKN2A/B纯合缺失有关。这需要大样本的进一步研究。本研究结果提示IDH1突变可能不是独立的预后指标，也展示了胶质母细胞瘤分子机制的复杂性，GBM IDH1-mut仍需进一步分层研究。