端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶基因啟動(dòng)子及張力蛋白同源基因突變對(duì)人腦膠質(zhì)瘤預(yù)后的影響

王 胥，陳 丹，陰魯鑫

（1 徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)外科 江蘇 徐州 221000）

（2 徐州醫(yī)科大學(xué) 江蘇 徐州 221000）

（3 徐州市第一人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 江蘇 徐州 221000）

人腦膠質(zhì)瘤源自神經(jīng)上皮，約占顱內(nèi)腫瘤的40%～60%，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最常見的惡性腫瘤之一[1]。盡管采用了手術(shù)切除、放射治療、化療及免疫治療等各種治療手段，但膠質(zhì)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(xué)技術(shù)的發(fā)展和分子病理診斷的興起，人們發(fā)現(xiàn)人腦膠質(zhì)瘤的分子基因譜存在顯著的個(gè)體差異，這也導(dǎo)致了明顯的預(yù)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(zhì)瘤的分類診斷標(biāo)準(zhǔn)，這為膠質(zhì)瘤的預(yù)后預(yù)測(cè)及個(gè)體化治療提供了新的方向[3]。

端粒酶常常被認(rèn)為是細(xì)胞不斷分裂增殖的關(guān)鍵因素，也是腫瘤發(fā)生發(fā)展的重要標(biāo)志。端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶基因啟動(dòng)子（TERT）在許多癌癥中對(duì)端粒的延長(zhǎng)與腫瘤的發(fā)生起到關(guān)鍵作用。TERT 啟動(dòng)子區(qū)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(jìn)了轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)子新結(jié)合位點(diǎn)的形成，驅(qū)動(dòng)了端粒酶表達(dá)和活性的增加，進(jìn)而促進(jìn)了腫瘤的發(fā)生發(fā)展[4]。人第10 號(hào)染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白同源基因（PTEN）是包括顱內(nèi)腫瘤、乳腺癌和前列腺癌中最常見的缺失或下調(diào)的基因之一，其功能的部分喪失可能會(huì)影響腫瘤的發(fā)生及進(jìn)展[5]。TERT 啟動(dòng)子和PTEN 在顱內(nèi)腫瘤中起到重要作用，它們作為膠質(zhì)瘤分子病理診斷的新興分子，逐步顯示其對(duì)人腦膠質(zhì)瘤患者進(jìn)展及預(yù)后預(yù)測(cè)的重要性[6]。本文利用數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)等生物信息學(xué)分析，及對(duì)TERT 啟動(dòng)子及PTEN 突變情況對(duì)膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的影響進(jìn)行回顧性研究，探索TERT 啟動(dòng)子及PTEN 突變情況與膠質(zhì)瘤預(yù)后的關(guān)系，以期指導(dǎo)膠質(zhì)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(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院確診的人腦膠質(zhì)瘤患者22 例，所有入組膠質(zhì)瘤患者均經(jīng)歷過手術(shù)切除，并完成分子病理檢測(cè)。根據(jù)病例系統(tǒng)采集患者信息并進(jìn)行跟蹤隨訪，生存時(shí)間為手術(shù)日期至死亡或隨訪結(jié)束日期。本研究通過查閱GDC 數(shù)據(jù)網(wǎng)站（https://portal.gdc.cancer.gov/exploration），運(yùn)用TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)分析TERT 啟動(dòng)子及PTEN 突變對(duì)膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的影響，并進(jìn)行生物信息學(xué)分析。利用GraphPad軟件采用Kaplan-Meier 法對(duì)入組患者進(jìn)行生存分析并繪制生存曲線，其中P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.結(jié)果

在22 例行分子病理檢測(cè)的人腦膠質(zhì)瘤患者中，組織病理WHO Ⅳ級(jí)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(jié)果見表1。

表1 腦膠質(zhì)瘤分子病理信息

根據(jù)GDC 數(shù)據(jù)網(wǎng)站，查閱TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)中TERT 啟動(dòng)子及PTEN 突變與非突變膠質(zhì)瘤患者，其中TERT 啟動(dòng)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(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），提示TERT 啟動(dòng)子及PTEN 突變較非突變患者的生存期明顯縮短，預(yù)后較差。見圖1。

圖1 TCGA 數(shù)據(jù)庫(kù)中TERT 啟動(dòng)子及PTEN 突變與膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的關(guān)系

本研究對(duì)臨床確診膠質(zhì)瘤并完成分子病理檢測(cè)的患者進(jìn)行分組，分為TERT 啟動(dòng)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(duì)入組患者進(jìn)行生存分析并繪制生存曲線，可以發(fā)現(xiàn)TERT 啟動(dòng)子及PTEN 突變型患者生存期較野生型明顯縮短，預(yù)后較差（圖2）。

圖2 TERT 啟動(dòng)子及PTEN 突變與入組人腦膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的關(guān)系

3.討論

人腦膠質(zhì)瘤，尤其是膠質(zhì)瘤母細(xì)胞瘤，表現(xiàn)出進(jìn)展快且預(yù)后差的特點(diǎn)。準(zhǔn)確評(píng)估膠質(zhì)瘤患者病情及預(yù)后，有利于及時(shí)采取針對(duì)性措施延長(zhǎng)生存期，然而現(xiàn)階段臨床尚缺乏有效的預(yù)后評(píng)估指標(biāo)。膠質(zhì)瘤分子病理作為新的膠質(zhì)瘤診斷方法，在臨床膠質(zhì)瘤患者診療中起到越來越重要的作用，尋找可靠的分子標(biāo)記物已經(jīng)成為熱點(diǎn)[1]。目前新的分子標(biāo)記物如TERT 啟動(dòng)子和PTEN 基因等的出現(xiàn)為膠質(zhì)瘤的診斷、預(yù)后及改善生存率提供了新的可能性。

癌癥進(jìn)展的關(guān)鍵在于它具有無限增殖的能力。在細(xì)胞周期中，人體正常細(xì)胞由于端粒長(zhǎng)度的減少進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞分裂受限，而癌細(xì)胞通過激活保護(hù)端粒長(zhǎng)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(gòu)成端粒酶復(fù)合體的最重要的單位[8]。端粒酶是引起癌細(xì)胞中端粒異常的主要因素，其關(guān)鍵元素TERT 可以在染色體末端添加5'-TTAGGG-3'串聯(lián)重復(fù)序列，從而避免端粒長(zhǎng)度減少。TERT 的表達(dá)可以調(diào)節(jié)端粒酶活性，C-myc 蛋白作為轉(zhuǎn)錄因子激活TERT的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而觸發(fā)端粒酶活性[7]。TERT 通過在染色3'端添加六聚體重復(fù)序列來維持端粒的長(zhǎng)度，已經(jīng)在包括膠質(zhì)瘤、黑色素瘤等多種實(shí)體腫瘤中發(fā)現(xiàn)TERT 核心啟動(dòng)子區(qū)域發(fā)生突變，并且相關(guān)研究確定了幾種腫瘤中TERT 啟動(dòng)子的突變類型，包括C228T、C250T、C216T、C229G、G267C、C295T 及G233C[9]。TERT 啟動(dòng)子在端粒酶激活導(dǎo)致惡性細(xì)胞永生中起重要作用，TERT 的C228T和C250T 位點(diǎn)突變是最常見的突變類型[4]。然而，在大多數(shù)原發(fā)性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者中TERT 啟動(dòng)子可以發(fā)生突變，但在星形細(xì)胞瘤或大多數(shù)少突星型細(xì)胞瘤患者中，這些突變發(fā)生頻率往往較低，這提示我們TERT 啟動(dòng)子突變?cè)诓煌z質(zhì)瘤類型中存在差異[10]。在TERT 突變的頻率相對(duì)較低的膠質(zhì)瘤中，這些腫瘤中端粒延長(zhǎng)可能存在另一種機(jī)制，而且很有可能是由于ATRX 基因的突變導(dǎo)致的。另外，TERT 啟動(dòng)子突變?cè)诟黝惸z質(zhì)瘤中均有發(fā)生，表明端粒伸長(zhǎng)的調(diào)控在膠質(zhì)瘤的發(fā)病機(jī)制中起著至關(guān)重要的作用[10]。先前的一項(xiàng)研究表明，TERT 突變型膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的TERT mRNA 水平升高，并報(bào)道TERT rs2853676 是中國(guó)人群膠質(zhì)瘤的危險(xiǎn)基因型[7]。

2015 年，Yang Yuan 等[11]發(fā)現(xiàn)TERT 基因多態(tài)性與膠質(zhì)瘤風(fēng)險(xiǎn)的增加顯著相關(guān)，TERT 啟動(dòng)子突變可能導(dǎo)致膠質(zhì)瘤患者預(yù)后不良，推測(cè)TERT 基因是一種有價(jià)值的膠質(zhì)瘤預(yù)后和預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物。TERT 啟動(dòng)子突變作為一種遺傳事件經(jīng)常在60 張力蛋白同源基因～75%的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中檢測(cè)到，并且與不良預(yù)后相關(guān)。然而，關(guān)于TERT突變與膠質(zhì)瘤預(yù)后關(guān)系的觀點(diǎn)目前尚不一致。有學(xué)者認(rèn)為TERT 啟動(dòng)子突變不能作為膠質(zhì)瘤的單一預(yù)測(cè)因子，應(yīng)該結(jié)合MGMT 甲基化狀態(tài)對(duì)其進(jìn)行解釋[12]，因此TERT 啟動(dòng)子突變與膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的關(guān)系有待進(jìn)一步研究。

PTEN 基因位于人10 號(hào)染色體，由9 個(gè)外顯子組成，是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的具有磷酸酯酶活性的抑癌基因，在調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和DNA 損傷修復(fù)等諸多方面發(fā)揮重要作用[13]。眾多研究發(fā)現(xiàn)，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(duì)癌癥發(fā)生和進(jìn)展產(chǎn)生巨大影響，研究顯示，即使PTEN 表達(dá)水平輕微下降，也會(huì)顯著增加癌癥易感性[14]。人體內(nèi)的PTEN 基因通常通過其磷酸酶蛋白產(chǎn)物發(fā)揮抑制癌癥的功能。PTEN 在細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期阻滯、血管生成、細(xì)胞遷移、細(xì)胞擴(kuò)散和侵襲以及干細(xì)胞調(diào)控中發(fā)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(xì)胞瘤、間變性少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤和室管膜瘤病例中也有報(bào)道。這可以解釋為PTEN 基因的遺傳變異，可能改變PTEN 的結(jié)構(gòu)和功能，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡減少和絲裂素信號(hào)通路增加，從而影響個(gè)體對(duì)膠質(zhì)瘤的易感性[13]。

PTEN 表達(dá)缺失在5%～40%的膠質(zhì)瘤病例中發(fā)生，已被證明是膠質(zhì)瘤的早期事件。有研究表明PTEN 的突變與膠質(zhì)瘤的惡性進(jìn)展有關(guān)，它們與膠質(zhì)瘤中較短的生存期相關(guān)[5]，因此PTEN 突變可能被認(rèn)為是預(yù)測(cè)神經(jīng)膠質(zhì)瘤風(fēng)險(xiǎn)和臨床結(jié)果的潛在和重要的候選基因。然而，P T E N 對(duì)膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的意義仍存在爭(zhēng)議。一些文獻(xiàn)表明膠質(zhì)瘤中PTEN 基因突變與生存期較差相關(guān)，然而有研究報(bào)道P T E N 基因突變與生存期無明顯相關(guān)性[15]。因此，有必要從大數(shù)據(jù)及回顧性研究分析PTEN與膠質(zhì)瘤預(yù)后的相關(guān)性，探索可能的膠質(zhì)瘤預(yù)后預(yù)測(cè)分子。

綜上，發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)及回顧性分析中TERT 啟動(dòng)子和PTEN 基因突變型較野生型膠質(zhì)瘤患者生存期縮短，它們可能成為預(yù)測(cè)人腦膠質(zhì)瘤患者預(yù)后的標(biāo)志物，這對(duì)制定膠質(zhì)瘤患者的個(gè)性化診療提供了理論依據(jù)。由于分子病理診斷價(jià)格昂貴，很多膠質(zhì)瘤患者無法進(jìn)行分子病理診斷，所以回顧性分析中病例數(shù)略顯不足，我們擬延長(zhǎng)搜索年限，擴(kuò)大病例數(shù)，同時(shí)隨著入組病例的增多，后續(xù)擬對(duì)IDH1 突變，1p19q 共缺失，MGMT 甲基化等因素與TERT 啟動(dòng)子和PTEN 基因突變進(jìn)行相關(guān)性分析，試圖找出膠質(zhì)瘤患者分子病理譜中潛在的聯(lián)系，為臨床診療提供新的思路。