端粒酶逆轉錄酶基因啟動子及張力蛋白同源基因突變對人腦膠質瘤預后的影響

王 胥，陳 丹，陰魯鑫

（1 徐州醫科大學附屬醫院神經外科 江蘇 徐州 221000）

（2 徐州醫科大學 江蘇 徐州 221000）

（3 徐州市第一人民醫院神經內科 江蘇 徐州 221000）

人腦膠質瘤源自神經上皮，約占顱內腫瘤的40%～60%，是中樞神經系統中最常見的惡性腫瘤之一[1]。盡管采用了手術切除、放射治療、化療及免疫治療等各種治療手段，但膠質瘤患者的臨床治療效果并不十分理想[2]。近年來隨著分子生物學技術的發展和分子病理診斷的興起，人們發現人腦膠質瘤的分子基因譜存在顯著的個體差異，這也導致了明顯的預后差別，因此，人們將諸如IDH1 突變，1p19q 共缺失，MGMT 甲基化，ATRX 突變等分子病理譜也納入了膠質瘤的分類診斷標準，這為膠質瘤的預后預測及個體化治療提供了新的方向[3]。

端粒酶常常被認為是細胞不斷分裂增殖的關鍵因素，也是腫瘤發生發展的重要標志。端粒酶逆轉錄酶基因啟動子（TERT）在許多癌癥中對端粒的延長與腫瘤的發生起到關鍵作用。TERT 啟動子區域的兩種特殊突變（C228T和C250T）扮演著十分非常重要的角色，它們促進了轉錄增強子新結合位點的形成，驅動了端粒酶表達和活性的增加，進而促進了腫瘤的發生發展[4]。人第10 號染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因（PTEN）是包括顱內腫瘤、乳腺癌和前列腺癌中最常見的缺失或下調的基因之一，其功能的部分喪失可能會影響腫瘤的發生及進展[5]。TERT 啟動子和PTEN 在顱內腫瘤中起到重要作用，它們作為膠質瘤分子病理診斷的新興分子，逐步顯示其對人腦膠質瘤患者進展及預后預測的重要性[6]。本文利用數據庫預測等生物信息學分析，及對TERT 啟動子及PTEN 突變情況對膠質瘤患者預后的影響進行回顧性研究，探索TERT 啟動子及PTEN 突變情況與膠質瘤預后的關系，以期指導膠質瘤患者的臨床診療。

1.資料與方法

選取2019 年1 月—2021 年1 月徐州醫科大學附屬醫院確診的人腦膠質瘤患者22 例，所有入組膠質瘤患者均經歷過手術切除，并完成分子病理檢測。根據病例系統采集患者信息并進行跟蹤隨訪，生存時間為手術日期至死亡或隨訪結束日期。本研究通過查閱GDC 數據網站（https://portal.gdc.cancer.gov/exploration），運用TCGA 數據庫分析TERT 啟動子及PTEN 突變對膠質瘤患者預后的影響，并進行生物信息學分析。利用GraphPad軟件采用Kaplan-Meier 法對入組患者進行生存分析并繪制生存曲線，其中P＜0.05 為差異有統計學意義。

2.結果

在22 例行分子病理檢測的人腦膠質瘤患者中，組織病理WHO Ⅳ級有15 例，占中總病例的68.2%；男女比例為1.2:1；年齡大于60 歲的占77.3%；腫瘤部位主要集中在額頂葉；主要分子病理結果見表1。

表1 腦膠質瘤分子病理信息

根據GDC 數據網站，查閱TCGA 數據庫中TERT 啟動子及PTEN 突變與非突變膠質瘤患者，其中TERT 啟動子突變患者63 例，非突變528 例；PTEN 突變患者276 例，非突變患者466 例，利用log-rank 算法比較兩組生存差異，差異有統計學意義（P＜0.05），提示TERT 啟動子及PTEN 突變較非突變患者的生存期明顯縮短，預后較差。見圖1。

圖1 TCGA 數據庫中TERT 啟動子及PTEN 突變與膠質瘤患者預后的關系

本研究對臨床確診膠質瘤并完成分子病理檢測的患者進行分組，分為TERT 啟動子突變型與野生型患者及PTEN 突變型與野生型患者（各11 例），采用GraphPad軟件利用Kaplan-Meier 法對入組患者進行生存分析并繪制生存曲線，可以發現TERT 啟動子及PTEN 突變型患者生存期較野生型明顯縮短，預后較差（圖2）。

圖2 TERT 啟動子及PTEN 突變與入組人腦膠質瘤患者預后的關系

3.討論

人腦膠質瘤，尤其是膠質瘤母細胞瘤，表現出進展快且預后差的特點。準確評估膠質瘤患者病情及預后，有利于及時采取針對性措施延長生存期，然而現階段臨床尚缺乏有效的預后評估指標。膠質瘤分子病理作為新的膠質瘤診斷方法，在臨床膠質瘤患者診療中起到越來越重要的作用，尋找可靠的分子標記物已經成為熱點[1]。目前新的分子標記物如TERT 啟動子和PTEN 基因等的出現為膠質瘤的診斷、預后及改善生存率提供了新的可能性。

癌癥進展的關鍵在于它具有無限增殖的能力。在細胞周期中，人體正常細胞由于端粒長度的減少進而導致細胞分裂受限，而癌細胞通過激活保護端粒長度的端粒酶突破這一限制[7]。TERT 作為端粒酶的催化亞基，與端粒酶RNA 組分(TERC)共同構成端粒酶復合體的最重要的單位[8]。端粒酶是引起癌細胞中端粒異常的主要因素，其關鍵元素TERT 可以在染色體末端添加5'-TTAGGG-3'串聯重復序列，從而避免端粒長度減少。TERT 的表達可以調節端粒酶活性，C-myc 蛋白作為轉錄因子激活TERT的轉錄，進而觸發端粒酶活性[7]。TERT 通過在染色3'端添加六聚體重復序列來維持端粒的長度，已經在包括膠質瘤、黑色素瘤等多種實體腫瘤中發現TERT 核心啟動子區域發生突變，并且相關研究確定了幾種腫瘤中TERT 啟動子的突變類型，包括C228T、C250T、C216T、C229G、G267C、C295T 及G233C[9]。TERT 啟動子在端粒酶激活導致惡性細胞永生中起重要作用，TERT 的C228T和C250T 位點突變是最常見的突變類型[4]。然而，在大多數原發性膠質母細胞瘤患者中TERT 啟動子可以發生突變，但在星形細胞瘤或大多數少突星型細胞瘤患者中，這些突變發生頻率往往較低，這提示我們TERT 啟動子突變在不同膠質瘤類型中存在差異[10]。在TERT 突變的頻率相對較低的膠質瘤中，這些腫瘤中端粒延長可能存在另一種機制，而且很有可能是由于ATRX 基因的突變導致的。另外，TERT 啟動子突變在各類膠質瘤中均有發生，表明端粒伸長的調控在膠質瘤的發病機制中起著至關重要的作用[10]。先前的一項研究表明，TERT 突變型膠質母細胞瘤患者的TERT mRNA 水平升高，并報道TERT rs2853676 是中國人群膠質瘤的危險基因型[7]。

2015 年，Yang Yuan 等[11]發現TERT 基因多態性與膠質瘤風險的增加顯著相關，TERT 啟動子突變可能導致膠質瘤患者預后不良，推測TERT 基因是一種有價值的膠質瘤預后和預測生物標志物。TERT 啟動子突變作為一種遺傳事件經常在60 張力蛋白同源基因～75%的膠質母細胞瘤中檢測到，并且與不良預后相關。然而，關于TERT突變與膠質瘤預后關系的觀點目前尚不一致。有學者認為TERT 啟動子突變不能作為膠質瘤的單一預測因子，應該結合MGMT 甲基化狀態對其進行解釋[12]，因此TERT 啟動子突變與膠質瘤患者預后的關系有待進一步研究。

PTEN 基因位于人10 號染色體，由9 個外顯子組成，是第一個被發現的具有磷酸酯酶活性的抑癌基因，在調節細胞增殖和DNA 損傷修復等諸多方面發揮重要作用[13]。眾多研究發現，PTEN 基因在多種人類惡性腫瘤中均有不同程度的突變，而它的主要突變類型是基因缺失[13]。PTEN 功能部分缺失可能對癌癥發生和進展產生巨大影響，研究顯示，即使PTEN 表達水平輕微下降，也會顯著增加癌癥易感性[14]。人體內的PTEN 基因通常通過其磷酸酶蛋白產物發揮抑制癌癥的功能。PTEN 在細胞凋亡、細胞周期阻滯、血管生成、細胞遷移、細胞擴散和侵襲以及干細胞調控中發揮著重要作用[5]。此外，PTEN 頻繁的等位基因缺失在惡性星形細胞瘤、間變性少突膠質細胞瘤和室管膜瘤病例中也有報道。這可以解釋為PTEN 基因的遺傳變異，可能改變PTEN 的結構和功能，導致細胞凋亡減少和絲裂素信號通路增加，從而影響個體對膠質瘤的易感性[13]。

PTEN 表達缺失在5%～40%的膠質瘤病例中發生，已被證明是膠質瘤的早期事件。有研究表明PTEN 的突變與膠質瘤的惡性進展有關，它們與膠質瘤中較短的生存期相關[5]，因此PTEN 突變可能被認為是預測神經膠質瘤風險和臨床結果的潛在和重要的候選基因。然而，P T E N 對膠質瘤患者預后的意義仍存在爭議。一些文獻表明膠質瘤中PTEN 基因突變與生存期較差相關，然而有研究報道P T E N 基因突變與生存期無明顯相關性[15]。因此，有必要從大數據及回顧性研究分析PTEN與膠質瘤預后的相關性，探索可能的膠質瘤預后預測分子。

綜上，發現在數據庫及回顧性分析中TERT 啟動子和PTEN 基因突變型較野生型膠質瘤患者生存期縮短，它們可能成為預測人腦膠質瘤患者預后的標志物，這對制定膠質瘤患者的個性化診療提供了理論依據。由于分子病理診斷價格昂貴，很多膠質瘤患者無法進行分子病理診斷，所以回顧性分析中病例數略顯不足，我們擬延長搜索年限，擴大病例數，同時隨著入組病例的增多，后續擬對IDH1 突變，1p19q 共缺失，MGMT 甲基化等因素與TERT 啟動子和PTEN 基因突變進行相關性分析，試圖找出膠質瘤患者分子病理譜中潛在的聯系，為臨床診療提供新的思路。