伴H3 G34R突变的弥漫性半球胶质瘤一例（神经病理系列二）---浙二神外周刊（第340期）

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提示

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前言

神经病理是临床诊断，尤其是神经肿瘤诊断的最重要一环。根据神经病理的最终诊断决定下一步治疗方案。近年来，随着分子病理及基因检测的不断开展和深入，中枢神经系统病理诊断的更新也越来越快。2021年底出版的第5版CNS WHO分类，增加了22种肿瘤新类型，修订了13种肿瘤的命名，其主要变化是分子诊断的权重更大，强调整合诊断和分层报告的重要性。因此，需要我们不断学习，与时俱进，提高诊断水平，更好地治疗病人。我院病理科自2011年起成立中枢神经病理亚专科，现有亚专科组成员8名，其中副主任医师3名，主治医师2名，住院医师3名。已开展神经病理相关的组织学、特殊染色、免疫组织化学及分子病理学（FISH、测序、甲基化检测等）。借助长期的临床实践，并于2011年和美国UCLA神经病理团队建立了联合会诊平台，不断交流合作，积累了丰富的经验。从第339期开始我们报道由浙大二院病理科神经病理团队汇总的系列病例，以期和大家充分交流讨论。欢迎大家批评指正。

病史简介

患者，男，29岁，因“左下肢抽搐伴乏力2月”入院。

患者于2月前出现左下肢不自主抽搐，伴肢体乏力，感觉减退。

外院头颅磁共振提示：右侧顶叶大脑镰旁占位，脑膜瘤可能。为求进一步诊治来我院，门诊拟以“颅内占位”收住入院。

我院头颅磁共振：右额顶叶镰旁范围约20*27*32mm混杂长T1长T2弛豫信号肿块，增强扫描明显不均匀环形强化；周围脑实质肿胀明显。考虑高级别胶质瘤（胶质母细胞瘤）（图1）。

图1. 术前头颅MRI。右额顶叶镰旁囊实性占位，脑室、脑池和脑沟形态及位置无殊，中线结构未见移位。

诊治经过

入院后完善相关检查。行右侧顶叶病损切除术。术中见肿瘤位于右侧大脑镰旁，色灰红，鱼肉样，质地一般，血供丰富，肿瘤与周围脑组织边界不清，与周围脑面粘连明显，周围脑面幼稚血管明显并长入肿瘤内部，部分肿瘤基底附着于中线处硬脑膜及部分上矢状窦壁，先沿硬脑膜及上矢状窦壁分离部分肿瘤基底，CUSA辅助下分块切除肿瘤。

病理诊断

大体：（右顶叶）送检灰红组织3块，大小2*1.5*0.8cm。

组织学：肿瘤呈弥漫浸润性生长，累及蛛网膜下腔。肿瘤细胞密度较高、中等多形、核分裂少见，主要有两种形态学表现。大部分区域肿瘤细胞体积较小，细胞核圆形、卵圆形，染色质深，胞浆较少、稍透亮；另有部分区域肿瘤细胞体积较大，胞浆丰富、嗜酸，多围绕血管生长；并见血管内皮细胞增生及灶状肿瘤坏死（图2）。

免疫组织化学染色：GFAP+，Olig-2-，Nestin+，NF少量阳性纤维，Syn少量+，IDH1R132H-，ATRX缺失，CD34少量肿瘤细胞+，BRAF（VE1）-，H3K27M-，H3K27me3存在，Ki-67 40%+，P53弥漫+（图3A-H）。

分子检测结果：IDH1外显子4野生型（SANGER测序法），IDH2外显子4野生型（SANGER测序法），TERT启动子野生型（SANGER测序法），MGMT启动子甲基化（MSP-荧光探针法），H3F3A突变阳性（c. 103G>A p. G34R）（SANGER测序法），HIST1H3B野生型（SANGER测序法）（图3.I）。

最终诊断：弥漫性半球胶质瘤，H3 G34R突变型， CNS WHO 4级。

图2. 低倍镜下，肿瘤呈浸润性生长，细胞密度较高（A, B）；高倍镜下，大部分区域肿瘤细胞体积小、细胞质稀少（C），部分区域肿瘤细胞体积大、胞浆丰富、中等核多形性（D）；可见血管内皮增生（E）及肿瘤坏死（F）。

图3. 免疫组织化学显示（A-H）：肿瘤细胞表达GFAP，不表达Olig-2；伴ATRX表达缺失和P53核阳性；Syn少量肿瘤细胞阳性；肿瘤细胞增殖指数Ki-67高达40%；IDH1 R132H阴性；H3 K27M阴性；Sanger测序结果提示H3F3A c.103G>A p.G34R突变（I，箭头所示GGG突变为AGG）。

病例进展

患者术后9个月随诊查头颅磁共振增强扫描，提示右侧额顶叶镰旁占位术后改变，术区旁新发强化病灶伴水肿，考虑肿瘤复发。排除禁忌后，再次手术，术后恢复可。术后病理检查见脑皮质及白质组织，伴片状坏死，肿瘤细胞密度中等，围绕神经元呈卫星样、或沿血管周围脑组织内浸润性生长，部分细胞胞浆丰富、嗜伊红，细胞核中等多形、核分裂少见，未见微血管增生（图4. A-D）。

免疫组织化学染色结果：GFAP+，Nestin+，Olig-2-，NF见阳性纤维，Syn+，NeuN-，IDH1 R132H-，ATRX缺失，BRAF（VE1）-，CD34示血管，H3K27M -，H3K27me3 存在，Ki-67约20%+，P53弥漫+。

分子检测提示H3F3A基因突变阳性（c.103G>A p. G34R）（SANGER测序法）。

图4. 肿瘤细胞密度中等，围绕神经元或血管周浸润性生长（A-D）；免疫组织化学染色结果，肿瘤细胞不表达Olig-2及ATRX，弥漫表达P53，Ki-67细胞增殖指数约20%（E-H）。

讨论

弥漫性半球胶质瘤，H3 G34突变型是2021年WHO CNS5新增的肿瘤类型，定义为H3F3A基因错义突变导致组蛋白H3的第34个甘氨酸（G）变为精氨酸（R）（>94%病例）或缬氨酸（V）（< 6%病例）（H3 G34R/V）的大脑半球浸润性胶质瘤，CNS WHO分级为4级。属于儿童型弥漫性高级别胶质瘤。位于大脑半球，以颞叶和顶叶多见，偶可累及中线结构和沿软脑膜播散。好发于儿童和年轻人，发病中位年龄为15-19岁，约占儿童半球高级别胶质瘤的16%，男女比例约1.4:1^{[1, 2]}。

影像学表现与其它高级别非中线胶质瘤相似。其MRI典型表现为皮质区对比增强的肿块，常累及顶叶或颞叶，可伴出血、坏死、囊性变和钙化。偶见多发病灶和软脑膜播散^[3]。

大体上呈弥漫性浸润脑实质，可致脑组织结构扩大、变形，出血和坏死区域可见脑组织软化和变色。

组织学上有两种典型模式。一种为胶质母细胞瘤（GBM）样模式，表现为星形胶质细胞分化和间变特征、细胞密度高、核分裂活跃、微血管增生和/或肿瘤坏死。另一种形态学模式类似于CNS胚胎性肿瘤（CNS-PNET），肿瘤细胞小而一致、核深染、胞浆稀少，偶可见Homer Wright菊形团结构，但微血管增生及坏死较少见。此外，少数病例可见节细胞分化。

免疫组化染色MAP2、FOXG1阳性，GFAP一般阳性，但在CNS-PNET形态时可以阴性，OLIG2阴性，Ki-67增殖指数一般较高。另外，H3 G34突变多伴P53突变（90%）和ATRX缺失（95%），无IDH1/2或H3 K27突变。该型胶质瘤表现为广泛的DNA低甲基化，但DNA修复酶基因MGMT常被甲基化。

组蛋白是真核细胞中组成染色质核小体的基本核蛋白。每个核小体由一段DNA缠绕一个核心八聚体（由核心组蛋白H2A、H2B、H3和H4各两分子组成）构成。另一种组蛋白H1起连接作用。组蛋白尾部经常发生翻译后修饰如甲基化、乙酰化等，其中H3是修饰最多的组蛋白。H3主要有5种变体，分别为 H3. 1、H3. 2、H3. 3、着丝粒蛋白-A (CENP-A) 和睾丸特异性组蛋白H3t。H3. 3由H3F3A和H3F3B这两个重复非依赖性基因编码，其中H3F3A基因突变所致G34R/V会造成空间位障，阻碍甲基化调节酶SETD2和KDM2A与突变的H3. 3尾结合，从而降低H3第36个赖氨酸位点的甲基化水平，导致基因组的不稳定和肿瘤的发生^[4-7]。目前，弥漫半球胶质瘤中发生G34R/V替换的仅在H3F3A基因突变中发现^{[2, 8]}。

在H3. 3 p. G34V突变细胞系中的研究表明，H3 K36me3的差异结合诱导了转录重编程，重现发育中的前脑，并导致原癌基因MYCN显著上调^[9]。Carol C.L. Chen等对G34R/V高级别胶质瘤在基因组、表观基因组和转录组水平上进行全面分析，发现除P53、ATRX等已知基因改变外，还观察到PDGFRA的高频突变、高表达，以及RTK下游信号通路的激活。在单细胞水平，G34R/V肿瘤具有神经元/星形胶质细胞特征。与其它高级别胶质瘤相比，G34R/V组的转录组显示富含大脑皮层中间神经元谱系，包括放射状神经胶质细胞、神经元前体细胞和中间神经元基因，缺乏兴奋性神经元和少突胶质细胞标志^[10]。

该病预后较差，易复发，其中位无进展生存期为9个月，中位总生存期为18-22个月，优于H3 K27M突变的弥漫性中线胶质瘤（2年生存率<10%）^{[1, 2]}。MGMT甲基化和缺乏癌基因扩增（如PDGFRA、EGFR、CDK4、MDM2、CDK6、CCND2、MYC、MYCN）可能与其总生存期延长相关。其中，MGMT启动子甲基化可提高肿瘤对替莫唑胺的敏感性，也可能增强其他用于治疗PNET的烷化剂敏感性^[11]。

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参考文献

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[11]Cohen KJ, Pollack IF, Zhou T, Buxton A, Holmes EJ, Burger PC, Brat DJ, Rosenblum MK, Hamilton RL, Lavey RS et al: Temozolomide in the treatment of high-grade gliomas in children: a report from the Children's Oncology Group. Neuro Oncol 2011, 13(3):317-323.

（本文由浙二神外周刊原创，浙江大学医学院附属第二医院病理科洪文婷住院医师和许素素住院医师整理，许晶虹副主任医师审校，张建民主任终审。）

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