脑胶质瘤中基因表达情况及诊断的研究

张 宇 程 松 王凌青 周安海

脑胶质瘤是较常见的成人原发性恶性脑肿瘤，主要发生于脑及神经胶质组织，占脑恶性肿瘤的80%以上。WHO于2007年对中枢神经系统肿瘤恶性行为分级，为WHOⅠ～Ⅳ级。脑胶质瘤主要致命亚型为多形性脑胶质母细胞瘤，发病率约占胶质瘤的一半，总体上脑胶质瘤预后较差，中位生存期不到1年[1-2]。脑胶质瘤的治疗效果随着影像技术以及显微外科技术的发展而取得显著提高，目前脑胶质瘤中位生存期可延长至14.6个月[3]。本研究就脑胶质瘤中基因的表达情况及其诊断治疗作一分析。

1 资料与方法

1.1 一般资料

我院2015年至2017年经临床手术及病理检查证实的脑胶质瘤患者44例，根据WHO诊断标准分为低级别脑胶质瘤组和高级别脑胶质瘤组。44例中男性23例，女性21例，年龄19～62岁，平均年龄(39.7±5.9)岁；据WHO分级标准包括脑胶质瘤Ⅰ级5例，Ⅱ级18例，Ⅲ级13例，Ⅳ级8例。入选标准：所有患者未接受任何肿瘤相关治疗；所有患者均接受颅脑MRI或CT检查。排除标准：脑外伤或脑手术史患者排除，接受相关肿瘤治疗患者排除，不接受知情同意患者排除。

1.2 方法

免疫组织化学按照试剂盒操作流程操作，检测PTEN、PI3K以及EGFR表达情况，记录免疫组织化学结果。分析脑胶质瘤各蛋白的表达情况。PTEN和PI3K蛋白为胞浆蛋白，EGFR为胞浆或胞膜蛋白，染色为黄色、棕黄色或者褐色颗粒为阳性。根据切片染色程度计分，不着色为0分，淡黄色为1分，棕黄色为2分，褐色为3分。1H-MRS检查：所有患者接受MRI检查，在此基础上行1H-MRS定位检查，波谱仪自带Functool软件包，最终获得4种图形：化学位移图，波谱图，代谢图以及代谢和解剖图的叠加图。选择兴趣区域计算代谢物变化情况。计算代谢物N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)以及肌酸(Cr)的变化情况，计算NAA/Cho、NAA/Cr、Cho/Cr的比值,结果以均数±标准差表示。

1.3 统计学分析

所有数据资料行SPSS 17.0统计学软件分析，计数资料行卡方检验，计量资料行t检验，等级相关性分析行Spearman分析，P<0.05为差异具统计学意义。

2 结果

2.1 PTEN、PI3K以及EGFR在脑胶质瘤中的表达情况

低级别脑胶质瘤中PTEN阳性表达率65.2%，显著高于高级别脑胶质瘤；高级别脑胶质瘤中PI3K和EGFR阳性率分别为80.9%和71.4%，显著高于低级别脑胶质瘤，组间差异具统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 PTEN、PI3K以及EGFR在脑胶质瘤中的表达情况(例，%)

2.2 PTEN、PI3K以及EGFR在脑胶质瘤中表达水平的相关性分析

等级相关性分析结果显示，EGFR的表达与PI3K的表达呈正相关，而与PTEN的表达呈负相关，PI3K的表达与PTEN的表达呈负相关。见表2。

表2 PTEN、PI3K以及EGFR在脑胶质瘤中表达水平的相关性分析/例

2.3 1H-MRS检测不同分级脑胶质瘤中代谢物变化情况

脑胶质瘤中NAA/Cr、NAA/Cho比值与肿瘤级别存在负相关关系，而Cho/Cr比值与脑胶质瘤肿瘤级别存在正相关关系(P<0.05)。见表3。

表3 1H-MRS检测不同分级脑胶质瘤中代谢物变化情况

3 讨论

脑胶质瘤在目前医疗水平标准下中位生存期依然不高，为从根本上改善其预后，分子病理方面探索其发病机制成为胶质瘤研究的主流方向[4]。EGFR基因在脑胶质瘤中出现异常扩增或突变[5]，有文献报道间变型星形细胞瘤中约17%存在EGFR异常扩增，存在异常EGFR扩增提示预后不良。

本研究中EGFR阳性表达率在低级别脑胶质瘤中为34.8%，高级别脑胶质瘤中为71.4%，组间差异显著，说明EGFR在脑胶质瘤中的表达与其肿瘤发生发展有关，高表达提示胶质瘤分化不良。PTEN是至今已知的唯一具双磷酸酶活性的抑癌基因[6]，其功能丧失的原因包括基因的突变、缺失等。PTEN具调控细胞周期以及信号通路的功能，因此异常PTEN表达可致肿瘤发生[7]。文献报道间变型星形细胞瘤中PTEN突变率约为18%，本研究中PTEN在低级别脑胶质瘤中的阳性表达率为65.2%，在高级别脑胶质瘤中的阳性表达率为42.9%，组间差异显著，说明PTEN与脑胶质瘤的发生发展具负相关，即PTEN表达越高则肿瘤级别越低，提示预后越好。PTEN为抑癌基因，其表达的降低导致抑癌功能的丧失或降低引发脑胶质瘤的恶性进展，联合PTEN的基因治疗获得良好肿瘤抑制作用获得临床肯定[8]。PI3K作为细胞信号通路中EGFR重要下游因子，参与调控细胞的代谢、增殖、凋亡等过程[9]。本研究PI3K在低级别脑胶质瘤中的阳性表达率为43.5%，在高级别脑胶质瘤中的阳性表达率为80.9%，组间差异显著，提示PI3K的表达与脑胶质瘤的分化程度相关，可用于判断脑胶质瘤的恶性级别。PI3K可通过自身突变而发生过度激活，促进细胞恶性增殖或抑制细胞凋亡从而诱发肿瘤的发生[10]。本研究中Spearman相关性分析结果显示，EGFR的表达与PI3K的表达呈正相关，而与PTEN的表达呈负相关，PI3K的表达与PTEN的表达呈负相关，说明脑胶质瘤中PI3K作为EGFR的下游因子被激活，从而触发下游级联反应促进肿瘤的发生发展。PTEN作为抑癌因子则发挥PI3K信号通路的负性调节因子，对脑胶质瘤的发生发展起负性调节作用[11]。信号通路发挥作用的机制交叉复杂，PTEN、EGFR以及PI3K 相互作用，除EGFR激活PI3K，PTEN抑制PI3K，机体内同时存在其它路径调节PI3K的表达，对细胞的周期及凋亡发挥作用，这有待在以后的研究中继续讨论。

NAA是公认的神经元内标志物，其含量用于反映神经元的功能状况及细胞的完整性[12]。脑胶质瘤主要为异常增生的胶质类细胞组成，1H-MRS表现的NAA降低，Cr下降以及Cho升高可反映肿瘤细胞浸润程度，因此可以区分脑胶质瘤的级别。本研究中脑胶质瘤中NAA/Cr、NAA/Cho比值与肿瘤级别存在负相关关系，而Cho/Cr比值与脑胶质瘤肿瘤级别存在正相关关系，说明低级别脑胶质瘤NAA/Cr和NAA/Cho比值升高，而Cho/Cr比值降低，而高级别脑胶质瘤中则NAA/Cr和NAA/Cho比值降低，而Cho/Cr比值升高，与文献报道相一致[13]，且有文献认为NAA/Cr、NAA/Cho以及Cho/Cr诊断脑胶质瘤分级非常可靠[14]，因此1H-MRS不失为一种非侵入性鉴别脑胶质瘤分级的较好手段。

脑胶质瘤中EGFR、PI3K表达水平与肿瘤级别呈正相关，而PTEN的表达与肿瘤级别呈负相关，1H-MRS通过检测NAA/Cr、NAA/Cho以及Cho/Cr诊断脑胶质瘤分级效果较好。