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脑膜瘤的病理学诊断原则及其相关热点问题

 binho900 2023-12-03 发布于广东


摘要】脑膜瘤是中枢神经系统(CNS)最常见的颅内原发性肿瘤,但得到其完整并准确的病理学诊断却并非容易。一方面,部分脑膜瘤的组织学分型和世界卫生组织(WHO)分级与肿瘤的临床生物学行为并不一致,造成现有的分级不能很好地评估脑膜瘤患者的预后;另一方面,对于大多数 WHO1 级的脑膜瘤还缺乏明确的风险分层指标。2021 年 WHO CNS 肿瘤分类第5版对脑膜瘤的诊断和分型提出了一些新的标准和原则,如何正确地理解和应用这些新标准成为近来脑膜瘤病理学诊断的重点。本文就目前脑膜瘤病理学诊断原则及其相关热点问题进行分析和探讨,以期提高病理和临床工作者对脑膜瘤的诊疗能力。

脑膜瘤起源于蛛网膜的上皮细胞,是目前最常见的颅内原发性肿瘤,占中枢神经系统(CNS)肿瘤的 37.6%。虽然约 80% 的脑膜瘤组织学表现为WHO1级,但仅通过手术切除仍约有20%的患者出现侵袭性生物学行为,在手术切除和(或)放疗后仍有复发。通过组织病理学诊断获得脑膜瘤的预后评估一直是临床工作的重点和难点,部分脑膜瘤的分型和 WHO 分级与肿瘤的临床生物学行为并不一致,而且对于大多数 WHO1级的脑膜瘤还缺乏一个明确的风险分层指标。2021 年,WHO 第5 版CNS 肿瘤分类(以下简称 2021 版分类)对脑膜瘤的诊断标准做出了调整,近年来对于脑膜瘤的分险风层的临床研究也成为热点。本文针对这些新的变化和热点问题论述如下。

一、2021 版分类中脑膜瘤病理学诊断的新变化 

在 2021 版分类中,脑膜瘤仍然保留 15 个组织学亚型(脑膜皮细胞型、纤维型、砂砾体型、过渡型、微囊型、化生型、分泌型、血管瘤型、富于淋巴浆细胞型、透明细胞型、脊索样型、非典型性、横纹肌样型、乳头型以及间变型),与 2016 年第 4 版 CNS 肿瘤分类(以下简称 2016 版分类)不同的是,部分组织学亚型已与 WHO 分级脱钩:横纹肌样脑膜瘤和乳头状脑膜瘤不再作为必然的 WHO3 级组织学亚型而是参照非典型性脑膜瘤和间变性脑膜瘤的诊断标准进行评估,根据不同组织学的特征诊断为 WHO1~3级。在实践工作中,乳头状脑膜瘤常同时伴有横纹肌样细胞特征,且这两种结构与组织学异型性(核分裂象增加和细胞密度增高)常伴发出现,乳头状生长模式与脑实质侵犯、脑膜播散及远隔部位转移相关。有部分具有横纹肌样特征的 WHO1 级脑膜瘤较其他非横纹肌样 WHO1 级脑膜瘤在生物学行为上表现为更强的侵袭性。因此,对于具有乳头状和(或)横纹肌样特征的脑膜瘤,诊断时需更加谨慎;对经广泛全面的组织学评估仍不能诊断为 WHO2/3 级的患者,提示需行更密切的随访或更积极的临床管理方案。

在 2021 版分类中,WHO 2 级脑膜瘤的诊断标准较 2016 版分类无更新,满足以下3种情况的任意一条即可诊断为非典型脑膜瘤:(1)核分裂象≥4个/10个高倍视野(HPF)(0.16 mm²/HPF)。(2)明确脑实质侵犯。(3)形态学满足以下5项中的任意3项:①细胞密度明显增高;②小细胞化并高核质比;③核仁显著;④片状结构;⑤自发性坏死。同时,脊索样脑膜瘤和透明细胞型脑膜瘤仍作为 WHO 2 级脑膜瘤的组织学亚型。值得注意的是,脊索样脑膜瘤的预后明显差于 WHO1 级脑膜瘤,但较非典型脑膜瘤和透明细胞型脑膜瘤稍好,这可能与脊索样脑膜瘤中黏液成分含量相关,黏液成分越多肿瘤侵袭性越强。另外,累及颅骨的非典型性脑膜瘤的复发率将进一步提高。

间变性(恶性)脑膜瘤是一种高级别脑膜瘤,相当于WHO3级。满足以下任何条件即可诊断:(1)组织学明显恶性改变,如类似癌、高级别肉瘤或恶性黑色素瘤。(2)核分裂象≥20 个/10 个 HPF(0.16 mm²/HPF)。(3)伴 TERT 基因启动子突变。(4)伴 CDKN2A/B纯合性缺失。将 TERT 基因启动子突变和(或)CDKN2A/B 纯合性缺失作为恶性脑膜瘤诊断指标是 2021 版分类的重要变化,无论其组织学是否符合间变性形态标准,具有这样分子变异特征的脑膜瘤均诊断为 WHO3级。这一标准的应用使得一些WHO1级脑膜瘤有可能被诊断为恶性,给单纯脑膜瘤组织学诊断带来了压力和挑战。

二、脑膜瘤病理学诊断的热点问题

1.脑膜瘤的分子变异特征与组织学分型的关系:脑膜瘤相关遗传易感性疾病主要是 NF2,约50%~60%的散发型脑膜瘤中也具有 22q 缺失和(或)NF2 基因变异NF2 相关脑膜瘤在组织学上较散发性脑膜瘤核分裂更活跃,诊断为非典型性脑膜瘤的概率相对高,这些特点可能与 NF2 基因变异类型和严重程度相关,但目前多被认为是脑膜瘤发生的早期事件,与脑膜瘤的分级及预后的关系并不确定。另外,多发性脑膜瘤是 NF2 的一个重要标志,尤其对于儿童早期出现多发性脑膜瘤,更应警惕 NF2 的可能,应更为细致地评估核分裂象。

NF2 基因变异和 22q 缺失最常见的组织学亚型是纤维型过渡型或砂砾体型脑膜瘤;SMARCE1 基因变异是透明细胞脑膜瘤的特征性改变,多发生于脊髓:PBRM1、BAP1基因变异与乳头状脑膜瘤及横纹肌样脑膜瘤密切相关。

此外,高级别脑膜瘤还与些染色体变异有关,包括 1p、6p/q、10q、14q和18p/q的缺失,以及较少见的 2p/q、3p、4p/q、7p 和8p/q的缺失等。这些分子变异为脑膜瘤的分型和部分脑膜瘤的分子靶向治疗提供了潜在的可能性。2021 版分类中脑膜瘤组织学分型及其主要分子遗传学特征见表1。

再者,脑膜瘤的发生部位和部分组织学亚型与特殊的分子变异相关。NF2 相关性脑膜瘤多发生于大脑凸面,而AKT1、TRAF7、KLF4、SMO、POLR2A、PIK3CA 基因变异者脑膜瘤多发生于颅底部位,且多为脑膜皮细胞型和分泌型等 WHO1 级的脑膜瘤。

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2.单独脑实质侵犯能否作为 WHO2 级脑膜瘤的诊断标准:自 2016 版修订版中将脑实质侵犯作为WHO2级诊断标准后,对于脑实质侵犯的生物学意义的争论一直没有停止过。有研究认为,单纯脑实质侵犯不是WHO2级的分型指标,不能据此提高病理学级别和评估预后;但也有部分研究认为,脑实质侵犯是影响预后的独立因素。最近一项纳入19 项研究共1万余例的 Meta 分析并未取得明确的结果仅得出脑实质侵犯提示肿瘤更具有侵袭性行为的结论。造成上述多项研究脑实质侵犯的生物学意义不确定的部分原因可能与对脑实质侵犯的病理组织学诊断有关。脑实质侵犯的定义是指肿瘤组织直接“舌状”浸润脑实质,肿瘤与脑实质间没有软脑膜间隔。但在实践工作中,将脑膜瘤细胞沿血管Virchow-Robin 腔生长或脑膜血管瘤病样生长方式误诊断为脑实质侵犯的病例并不少见。因此,建议在没有更多和更可靠的研究结果之前,应遵照目前的脑膜瘤分级标准,并准确地识别脑实质侵犯的组织学表现。

3.单纯肿瘤细胞Ki-67 增殖指数增高能否作为提高 WHO 分级的指标:Ki-67 增殖指数一般与肿瘤细胞的异型程度相匹配,异型性明显和核分裂象增多的患者 Ki-67 指数也相应增高。但在实践工作中,有部分脑膜瘤仅表现为 Ki-67 指数增高,而细胞的多形性、异型性和核分裂象均达不到诊断高级别脑膜瘤的标准。在2016 版分类中,曾提出将“高增殖指数脑膜瘤”作为“有侵袭性行为和高复发可能”的脑膜瘤类型,但并未提出明确的 WHO 分级。在2021 年版分类中,不再使用“高增殖指数脑膜瘤”诊断术语,提出 Ki-67 >4%时与 WHO2 级脑膜瘤复发率相似,Ki-67>20%时与 WHO3 级脑膜瘤的病死率相似,同样没有给予具体的 WHO 分级。因此,单独 Ki-67 指数增高在脑膜瘤中并不能直接提高 WHO分级,但可以作为评估预后的指标。在临床实践中,若仅为单纯 Ki-67 指数增高而缺乏其他高级别脑膜瘤的诊断标准时,需要在病理学报告中体现出来,并建议临床医生术后需要对患者进行密切随访,必要时给予积极的辅助治疗。

目前,还有一种通过标记磷酸化组蛋白 H3(phosphohistone H3,PHH3)计数有丝分裂的免疫组织化学检测方法。采用抗体 PHH3(Ser10)标记细胞核分裂象,在判读时有2 种计数方案:第1种为计数1000个细胞中的阳性细胞数,阳性细胞0~2 个/1000个细胞相当于 WHO1级,3~4个/1000个细胞相当于 WHO2级,5个/1000个细胞相当于 WHO3级;第2种计数方案为阳性细胞<7个/10 个 HPF 相当 WHO1级,7个/10个HPE相当于 WHO2级,22个/10 个HPF 相当于 WHO3 级。但由于不同实验室检测方法的差异和观察的主观性,单纯依据Ki-67或PHH3增高并不能直接用于提升脑膜瘤的 WHO级别。

4.是否有必要对所有 WHO1 级的脑膜瘤进行TERT基因启动子突变和CDKN2A/B 纯合性缺失检测:自从将TERT 基因启动子突变和 CDKN2A/B 纯合性缺失作为WHO3级脑膜瘤的诊断标准后,是否有必要对所有WHO1级脑膜瘤检测相关分子变异以避免漏诊WHO3 级肿瘤的问题成为争论的热点。目前研究显示,TERT 基因启动子突变在 WHO 1~3级脑膜瘤中占比分别为4.7%、7.9%和15.4%;2020年一项来自欧美的病例数据研究提示,约5%的WHO2~3 级脑膜瘤存在CDKN2A/2B 纯合性缺失,未发现 WHO 1 级脑膜瘤中有 CDKN2A/2B 纯合性缺失;笔者尚未检索到我国目前有关大宗脑膜瘤分子遗传学特征的相关数据。从笔者单中心的数据结果来看,在212 例脑膜瘤中,CDKN2A/B纯合性缺失占1.4%(3 例),均为 WHO2~3级病变,WHO1级中未见;TERT 基因启动子突变为2.4%(5 例),仅有1例(0.6%,1/164)为 WHO1级。尽管笔者的单中心数据可能并不完善,但的确显示WHO1级脑膜瘤的TERT 基因启动子突变和CDKN2A/B 纯合性缺失的比率极低。值得注意的是最近关于脑膜瘤 CDKN2A/B 基因缺失的研究结果表明,CDKN2A/B 即使是杂合性缺失同样与脑膜瘤患者的预后差相关,而 P16 蛋白表达缺失是恶性脑膜瘤CDKN2A 纯合性缺失的一个敏感指标,可通过免疫组织化学法检测 P16 的表达作为 CDKN2A/B 基因检测的初筛手段。实践中对于 CDKN2A/B 杂合性缺失及PI6 蛋白表达缺失可提示肿瘤复发风险提高,但暂时不可作为提升脑膜瘤分级的依据,待更多的研究成果证实。关于是否必要对所有 WHO 1 级脑膜瘤进行TERT 基因启动子突变和CDKN2A/B 纯合性缺失检测。笔者建议,存在以下情况的 WHO1 级脑膜瘤患者有必要进行全面检测:(1)具有非典型形态特征但又达不到 WHO2 级的诊断标准(核分裂象增多但<4个/10个HPF,或伴有坏死但又缺乏其他组织学特征)。(2)单纯 Ki-67 指数或 PHH3 增高,但又缺乏其他高级别脑膜瘤的组织学特征。(3)具有特殊的免疫组织化学标记,如 H3K27me3 表达缺失等。(4)确诊为 NF2 相关性脑膜瘤。但这些指标是否可靠,还需要在临床实践中进一步加以证明。

5.探索更精准预测脑膜瘤生物学行为的整合诊断模式:在临床实践中,WHO1级脑膜瘤的复发率为7%~25%,具有部分非典型特征的 WHO1 级脑膜瘤的复发率更高。这就给脑膜瘤的临床分层管理和治疗带来了挑战,如何评估 WHO1 级脑膜瘤术后复发的可能性,对有复发倾向的肿瘤提前给予医学干预成为近几年,特别是分子病理学特征介入脑膜瘤分型和分级后的一个热点问题。

目前的研究显示,(1)染色体 1p36 的缺失在WHO1 级脑膜瘤中为 27.42%,在单变量 Cox 回归分析中1p36 缺失是预测脑膜瘤复发的重要指标,差异具有统计学意义。(2)在 WHO1~2 级脑膜瘤中,H3K27me3 表达缺失提示复发风险增加H3K27me3 表达缺失与 WHO3 级脑膜瘤生存期短相关。提示 H3K27me3 表达缺失对脑膜瘤的预后分层具有重要意义。(3)根据脑膜瘤部位、Ki-67 指数和 NF2 基因变异状态进行的脑膜瘤分层其中,预后良好:Ki-67<4% 和非 NF2 相关性脑膜肿瘤、Ki-67 <4%和小脑幕下 NF2 相关性脑膜瘤;中间预后:Ki-67≥4%或小脑幕上 NF2 相关性脑膜瘤;预后较差:Ki67≥4%和小脑幕上 NF2 相关性脑膜瘤。这个分层与 WHO 分级并非一一对应,建议对中间预后和预后差者进行医学干预。(4)也有研究表明,一些基因变异与脑膜瘤的预后差相关,如 ARDD1A、DMD,对于伴有这些基因变异的患者,即使组织学表现为 WHO1级,也应提示临床密切关注,,必要时采取更积极的诊疗方案。

为更好地评估脑膜瘤患者的预后,最近的研究前沿是对脑膜瘤进行 DNA 甲基化聚类分型和多组学整合分型分级的研究,(1)DNA甲基化聚类分型,Sahm 等根据脑膜瘤的 DNA 甲基化聚类分析,确定了6个脑膜瘤亚类,分为两个主要的表观遗传组,A组(MC ben-1、MC ben-2、MC ben-3、MC int-A)和B组(MC int-B,MC mal)[MC 为甲基化分类(methylation classification ) , ben 为良性 (benign ) , int为中间性(intermediate),mal 为恶性(malignant)],其中良性(MC ben-1、2、3)中间(MC int-AB)及恶性(MC mal)甲基化分类与脑膜瘤组织学分级并不对应。这个分型既可识别 WHO1级脑膜瘤高复发风险者,也可提示 WHO2~3 级脑膜瘤中低复发风险者,能够较好地对脑膜瘤进行预后评估和分层管理。(2)整合分级:Driver 等根据核分裂象、CDKN2A 杂合或纯合缺失、染色体变异等 10 个指标进行综合评分评级,0~1分为“整合分级1级”,2~3分为“整合分级2级”,4 分为“整合分级3级”。该整合分级与 WHO 分级也非一一对应,间变性脑膜瘤仍整合为3级,但大部分横纹肌样脑膜瘤被重新整合为低风险级别。整合分级预测脑膜瘤的复发风险更为准确,评估长期总生存率优于 WHO 分级。(3)分子整合分型:Nassiri 等整合基因突变、拷贝数变异、DNA 甲基化及 mRNA 丰度等数据,将脑膜瘤分为4 个分子组(MG1~4)。该4个分子组与组织学级别不能一一对应,MG1 组仅包括 WHO1 级和2 级脑膜瘤,其余3个组均包含了 WHO1-3 级脑膜瘤,高级别的脑膜瘤更多见于 MG3、4 组,这一分型在预测肿瘤复发时间上明显优于目前的WHO分级和单一的甲基化分型。(4)分子-形态学多维度整合分型:Maas 等根据基因拷贝数变异、甲基化分型、WHO 分级及形态学进行多维度整合,建立临床预后模型。其尤其对 WHO1级和2 级脑膜瘤的进展风险分层预测更精确。从目前的研究趋势来看,通过多组学的整合分型预测脑膜瘤的生物学行为和复发风险的准确性有较大的提升,但大多数技术手段复杂,在临床开展还存在较大的困难。

6.儿童型脑膜瘤和遗传易感性综合征相关性脑膜瘤:儿童脑膜瘤的发生率较低,但与成人脑膜瘤在形态学和生物学行为方面存在差异。如恶性脑膜瘤较成人多见、多合并有 NF2、肿瘤常生长较快、肿瘤与硬脑膜多无粘连、肿瘤囊变和出血多见以及肿瘤复发率较高等。在临床方面,儿童组男性患者占比多于成人组,且脊髓的发病率更高;在分子遗传学特征方面,儿童组 NF2 的功能缺失突变和 22 号染色体缺失常见。使用成人阈值(≧4 个/10 HPF)计数细胞核分裂象对儿童脑膜瘤患者的预后没有评估意义,采用“6 个/10 HPF”作为阈值时才能区别脑膜瘤患儿的不同预后。除了 NF2 相关性儿童脑膜瘤外,一些其他基因驱动的儿童脑膜瘤也开始被认识,例如YAP-1 融合阳性儿童脑膜瘤(YAP1-MAML2、YAP1-PYGO1、YAP1-LMO1、YAP1-FAM118B)在组织学形态和基因变异方面有其独特的表现。这些结果均提示儿童脑膜瘤确有其特点,但在目前的 WHO 分类中并未区别儿童与成人脑膜瘤,还有待于更多的临床病例和研究进一步分析。

除了 NF2 相关性脑膜瘤外,一些少见的遗传易感综合征相关性脑膜瘤,如具有 BAP-1 基因胚系突变的“BAP1 肿瘤易感综合征相关性脑膜瘤”(常具有横纹肌样和乳头状特征)、具有 SMARCE1 基因胚系突变的“家族性透明细胞脑膜瘤”也被发现。与传统的诊断流程不同,进入分子诊断时代后,通过高通量二代测序发现致病性胚系基因变异成为临床诊断遗传易感性疾病的首要技术手段,病理科医生应意识到向临床治疗团队提供患者遗传易感性疾病相关信息的重要性。笔者建议,在临床实践中关注儿童脑膜瘤相关性遗传易感综合征,同时还应关注患者家属胚系基因变异的可能,对患者及其家属脑膜瘤或 CNS以外肿瘤进行必要的医学监测和预防性干预。

目前,脑膜瘤的病理学诊断发生了一些新的变化,同时也带来了一系列争议和热点问题,这反映出脑膜瘤诊疗相关领域对疾病认知水平的提高,脑膜瘤的病理学诊断也需要整合诊断和分层报告体系。随着分子病理学技术在临床实践中的广泛使用,相信会出现更多和更新的分子变异,结合组织学形态和分子变异对脑膜瘤进行正确的肿瘤分型和分级,同时为临床提供更为准确的预后信息和治疗靶点成为脑膜瘤病理学诊断的关键环节。

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