人脑胶质瘤IDH1基因突变与临床病理类别的关系

谭国伟 陈曦 孙金莉 陈四方 郭剑峰 王占祥

脑胶质瘤是最常见的颅内肿瘤，肿瘤生长迅速，与正常脑组织无明确边界，治疗效果不佳，复发率、病残率、死亡率较高[1]。近期研究显示，胶质瘤细胞内异柠檬酸脱氢酶 1（isocitrate dehydrogenase 1，IDH1）基因存在突变情况，且IDH1基因突变与胶质瘤的发生及发展有着重要联系，对胶质瘤患者的诊治有积极意义[2]。有鉴于此，本研究选取厦门大学附属第一医院神经外科自2014年1月至2017年9月收治并实施手术的胶质瘤患者76例，通过免疫组化检测并鉴定各病理组织样本中IDH1基因突变情况，总结报告如下。

资料与方法

一、临床资料

胶质瘤患者76例，男性45例，女性31例；年龄为19～67岁，平均（40.7±9.3）岁。按照胶质瘤的病理类型及WHO级别分为毛细胞型星形细胞瘤（WHOⅠ级）3例，弥漫性星形细胞瘤（WHOⅡ级）14例，少突胶质瘤 （WHOⅡ级）3例，少突星形细胞瘤（WHO Ⅱ级）6例，室管膜瘤（WHO Ⅱ级）4例，节细胞胶质瘤 （WHOⅡ级）2例，间变型星形细胞瘤（WHOⅢ级）11例，间变型少突星形细胞瘤（WHOⅢ级）7例，多形性胶质母细胞瘤 （WHOⅣ级）26例。所有患者术前均未接受任何放、化疗等干预措施。此项临床研究得到厦门大学附属第一医院伦理委员会的批准。

二、免疫组化

检测mIDH1 R32H在胞质中的表达，以推断IDH1基因突变情况。取术中切除的肿瘤组织行常规石蜡包埋及切片。将石蜡切片置于60℃恒温箱中烘烤2 h后予以脱蜡和水化，加入0.01 mol/L枸橼酸行抗原热修复 2 min，3%H2O2避光37℃恒温孵育15 min后用 0.3%Triton-磷酸盐缓冲液（phosphate buffered solution，PBS）冰上破膜5 min，山羊血清37℃封闭45 min，添加mIDH1 R132H单克隆抗体（Dianova，1∶20 稀释），4℃孵育过夜。 辣根过氧化物酶标记二抗反应液（武汉谷歌）室温孵育60 min后，滴加新鲜配制的二氨基联苯胺显色液并水洗终止，苏木素复染3 min后转入1%盐酸酒精分化并以淡氨水返蓝，梯度脱水透明后以中性树脂封片，光镜下观察。根据染色强度及阳性细胞百分比2项指标判定每例病理组织样本中IDH1基因突变情况。切片染色强度评分：0分为无色，1分为淡黄色，2分为棕黄色，3分为棕褐色。阳性细胞百分比评分：0分为阴性，1分为阳性细胞≤10%，2分为阳性细胞11%～50%，3分为阳性细胞 51%～75%，4分为阳性细胞>75%。染色强度与阳性细胞百分比的乘积>3分判定为IDH1基因突变阳性，该样本判定为IDH1突变型病例；染色强度与阳性细胞百分比的乘积≤3分判定为IDH1基因突变阴性，该样本判定为IDH1野生型病例。

三、统计学分析

采用SPSS17.0软件对数据进行统计分析，所得数据用均数±标准差（±s）表示，两样本均数差别行t检验，两样本突变率差别行χ2检验，以P<0.05为差异具有统计学意义。

结 果

一、各种病理类型胶质瘤标本IDH1基因突变情况

全组76例胶质瘤标本中，检出IDH1基因突变37例，总体突变率为48.68%。各种病理类型突变率由高至低分别为：弥漫性星形细胞瘤（71.43%）、间变型少突星形细胞瘤（71.43%）、少突胶质瘤（66.67%）、少突星形细胞瘤 （66.67%）、间变型星形细胞瘤（63.64%）、胶质母细胞瘤（34.62%）、毛细胞型星形细胞瘤（0%）、室管膜瘤（0%）、节细胞胶质瘤（0%）。胶质母细胞瘤这一病理类型中，原发性胶质母细胞瘤IDH1突变率较低（8.33%），而继发性胶质母细胞瘤IDH1突变率较高（57.14%），差异具有统计学意义（P<0.05）。详细信息见表1～2。

二、各种病理类型胶质瘤标本IDH1突变情况对应患者年龄分布

全组76例胶质瘤标本中，IDH1基因突变型患者平均年龄为（35.9±5.5）岁，野生型为（45.2±10.0）岁，差异具有统计学意义（P<0.05）。其中，弥漫性星形细胞瘤、少突星形细胞瘤、间变型星形细胞瘤、间变型少突星形细胞瘤及胶质母细胞瘤样本中，IDH1基因突变型患者平均年龄均低于野生型患者，差异具有统计学意义（P<0.05）。胶质母细胞瘤这一病理类型中，原发性胶质母细胞瘤患者平均年龄[（53.0±7.5）岁]高于而继发性[（44.4±5.6）岁]，差异具有统计学意义（P<0.05）。详细信息见表1。

讨 论

IDH1是人染色体2q33.3上的IDH1基因所编码翻译的一种蛋白酶，存在于细胞质和过氧化物酶体中，可经同源二聚体形式成为一个功能单位[1]。IDH1催化异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸（α-Ketoglutarate，α-KG），对于维持细胞质和细胞核内大量双加氧酶的活性是必需的；同时将NAD(P)+作为电子和氢受体转化生成NADPH，为脂质生物合成提供关键的还原当量，同时，NADPH还是极其重要的抗氧化剂，用以保护细胞免受氧化应激以及放射性损害[2]。IDH1基因突变是胶质瘤细胞中IDH突变的主要类型，约为80%～90%[3]。最常见的IDH1基因突变类型为132位的精氨酸取代组氨酸（R132H），约占所有IDH1突变类型的90%，其他较为少见的突变类型分别为R132C、R132G、R132S[4]。有研究表明，IDH1R32H突变基因不仅减少了IDH1蛋白酶的分泌，同时降低了该酶的活性，使得胞内细胞低氧诱导因子-1α含量增加，α-KG合成减少，最终促进肿瘤的生长及增殖，因此认为IDH1具有肿瘤抑制因子的作用[5,6]。Yan等[7]的研究证实，IDH1突变可使多数基因启动子CpG岛超甲基化，干扰正常的细胞分化，导致未成熟细胞的增殖效应。但目前上述观点仍存在争议。

表1 各种病理类型胶质瘤标本IDH1基因突变情况及年龄分布

表2 原发及继发性胶质母细胞瘤标本IDH1基因突变率

最新研究显示，IDH1基因的突变与胶质瘤的发生及发展有重要联系。Turcan等[8]的研究表明，IDH突变多发生于胶质瘤形成的早期，若IDH突变后发生P53及ATRX基因突变，肿瘤即向星型细胞瘤方向发展；若IDH突变后发生1p/19q共缺失，肿瘤则向少突胶质细胞瘤方向发展。另外，IDH1基因突变较常见于年轻患者以及弥漫性低级别胶质瘤、继发性胶质母细胞瘤患者；原发性胶质母细胞瘤患者中，IDH1突变率<5%[8]。而Dimitrov等[9]进一步研究发现，IDH突变患者拥有较长的总体生存期及无进展生存期[9]。王国良等[10]的研究显示，IDH1R132H突变基因能够协同增加胶质瘤细胞对TMZ药物的敏感性，同时具有促进胶质瘤细胞凋亡的作用。上述研究表明，IDH1基因突变普遍存在于胶质瘤细胞中，并与胶质瘤的发生、发展、预后、耐药性等生物学特性密切相关。

有鉴于此，本研究使用德国Dianova公司生产的mIDH1R132H单克隆抗体，对胶质瘤组织标本进行IDH1基因突变检测，检测效果良好。全组76例胶质瘤标本中，共检出IDH1基因突变37例，总体突变率为 48.68%。与 Chen等[11]、Lopci等[12]的结果类似，低于Opoku-Darko等[13]的统计结果。IDH1突变主要见于弥漫性星形细胞瘤（71.43%）、间变型少突星形细胞瘤（71.43%）、少突胶质瘤（66.67%）、少突星形细胞瘤（66.67%）、间变型星形细胞瘤（63.64%）等病理类型。但室管膜瘤（WHOⅡ级）及节细胞胶质瘤（WHOⅡ级）中未出现IDH1基因突变，提示室管膜瘤及节细胞胶质瘤可能与上述IDH1突变高发的病理类型存在不同的发生起源及分子病理机制。本研究显示，胶质母细胞瘤中IDH1总体突变率为34.62%，其中，原发性胶质母细胞瘤IDH1突变率较低，仅为8.33%，而继发性胶质母细胞瘤IDH1突变率较高，达57.14%，存在统计学差异，接近Gessler等[14]的统计结果。若按照神经病理WHO分级统计，WHOⅠ级胶质瘤IDH1基因突变率为0%，Ⅱ级为55.17%，Ⅲ级为66.67%，Ⅳ级为34.62%，提示IDH1基因突变主要见于WHOⅡ～Ⅲ级胶质瘤，近似于Yang等[15]的结果。本组病例同时提示，IDH1基因突变型患者的平均年龄[（35.9±5.5）岁]明显低于野生型患者[（45.2±10.0）岁]，存在统计学意义，与国外文献报道结果一致[2,8,9]。

目前对于IDH1基因的抑癌作用、IDH1突变对肿瘤生物学特性的影响尚无最终定论，其机理有待进一步研究。受限于病例数量以及研究手段，本研究不足以完整呈现胶质瘤患者中IDH1基因突变情况，有待后续大宗病例分析及多中心协作进一步探究，并通过长期随访结果，进一步明确IDH1基因突变与胶质瘤发生、发展、治疗、预后之间的相互关系，为胶质瘤的综合及个体化治疗提供参考及指导。

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