端粒酶逆转录酶基因启动子及张力蛋白同源基因突变对人脑胶质瘤预后的影响

王 胥，陈 丹，阴鲁鑫

（1 徐州医科大学附属医院神经外科 江苏 徐州 221000）

（2 徐州医科大学 江苏 徐州 221000）

（3 徐州市第一人民医院神经内科 江苏 徐州 221000）

人脑胶质瘤源自神经上皮，约占颅内肿瘤的40%～60%，是中枢神经系统中最常见的恶性肿瘤之一[1]。尽管采用了手术切除、放射治疗、化疗及免疫治疗等各种治疗手段，但胶质瘤患者的临床治疗效果并不十分理想[2]。近年来随着分子生物学技术的发展和分子病理诊断的兴起，人们发现人脑胶质瘤的分子基因谱存在显著的个体差异，这也导致了明显的预后差别，因此，人们将诸如IDH1 突变，1p19q 共缺失，MGMT 甲基化，ATRX 突变等分子病理谱也纳入了胶质瘤的分类诊断标准，这为胶质瘤的预后预测及个体化治疗提供了新的方向[3]。

端粒酶常常被认为是细胞不断分裂增殖的关键因素，也是肿瘤发生发展的重要标志。端粒酶逆转录酶基因启动子（TERT）在许多癌症中对端粒的延长与肿瘤的发生起到关键作用。TERT 启动子区域的两种特殊突变（C228T和C250T）扮演着十分非常重要的角色，它们促进了转录增强子新结合位点的形成，驱动了端粒酶表达和活性的增加，进而促进了肿瘤的发生发展[4]。人第10 号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因（PTEN）是包括颅内肿瘤、乳腺癌和前列腺癌中最常见的缺失或下调的基因之一，其功能的部分丧失可能会影响肿瘤的发生及进展[5]。TERT 启动子和PTEN 在颅内肿瘤中起到重要作用，它们作为胶质瘤分子病理诊断的新兴分子，逐步显示其对人脑胶质瘤患者进展及预后预测的重要性[6]。本文利用数据库预测等生物信息学分析，及对TERT 启动子及PTEN 突变情况对胶质瘤患者预后的影响进行回顾性研究，探索TERT 启动子及PTEN 突变情况与胶质瘤预后的关系，以期指导胶质瘤患者的临床诊疗。

1.资料与方法

选取2019 年1 月—2021 年1 月徐州医科大学附属医院确诊的人脑胶质瘤患者22 例，所有入组胶质瘤患者均经历过手术切除，并完成分子病理检测。根据病例系统采集患者信息并进行跟踪随访，生存时间为手术日期至死亡或随访结束日期。本研究通过查阅GDC 数据网站（https://portal.gdc.cancer.gov/exploration），运用TCGA 数据库分析TERT 启动子及PTEN 突变对胶质瘤患者预后的影响，并进行生物信息学分析。利用GraphPad软件采用Kaplan-Meier 法对入组患者进行生存分析并绘制生存曲线，其中P＜0.05 为差异有统计学意义。

2.结果

在22 例行分子病理检测的人脑胶质瘤患者中，组织病理WHO Ⅳ级有15 例，占中总病例的68.2%；男女比例为1.2:1；年龄大于60 岁的占77.3%；肿瘤部位主要集中在额顶叶；主要分子病理结果见表1。

表1 脑胶质瘤分子病理信息

根据GDC 数据网站，查阅TCGA 数据库中TERT 启动子及PTEN 突变与非突变胶质瘤患者，其中TERT 启动子突变患者63 例，非突变528 例；PTEN 突变患者276 例，非突变患者466 例，利用log-rank 算法比较两组生存差异，差异有统计学意义（P＜0.05），提示TERT 启动子及PTEN 突变较非突变患者的生存期明显缩短，预后较差。见图1。

图1 TCGA 数据库中TERT 启动子及PTEN 突变与胶质瘤患者预后的关系

本研究对临床确诊胶质瘤并完成分子病理检测的患者进行分组，分为TERT 启动子突变型与野生型患者及PTEN 突变型与野生型患者（各11 例），采用GraphPad软件利用Kaplan-Meier 法对入组患者进行生存分析并绘制生存曲线，可以发现TERT 启动子及PTEN 突变型患者生存期较野生型明显缩短，预后较差（图2）。

图2 TERT 启动子及PTEN 突变与入组人脑胶质瘤患者预后的关系

3.讨论

人脑胶质瘤，尤其是胶质瘤母细胞瘤，表现出进展快且预后差的特点。准确评估胶质瘤患者病情及预后，有利于及时采取针对性措施延长生存期，然而现阶段临床尚缺乏有效的预后评估指标。胶质瘤分子病理作为新的胶质瘤诊断方法，在临床胶质瘤患者诊疗中起到越来越重要的作用，寻找可靠的分子标记物已经成为热点[1]。目前新的分子标记物如TERT 启动子和PTEN 基因等的出现为胶质瘤的诊断、预后及改善生存率提供了新的可能性。

癌症进展的关键在于它具有无限增殖的能力。在细胞周期中，人体正常细胞由于端粒长度的减少进而导致细胞分裂受限，而癌细胞通过激活保护端粒长度的端粒酶突破这一限制[7]。TERT 作为端粒酶的催化亚基，与端粒酶RNA 组分(TERC)共同构成端粒酶复合体的最重要的单位[8]。端粒酶是引起癌细胞中端粒异常的主要因素，其关键元素TERT 可以在染色体末端添加5'-TTAGGG-3'串联重复序列，从而避免端粒长度减少。TERT 的表达可以调节端粒酶活性，C-myc 蛋白作为转录因子激活TERT的转录，进而触发端粒酶活性[7]。TERT 通过在染色3'端添加六聚体重复序列来维持端粒的长度，已经在包括胶质瘤、黑色素瘤等多种实体肿瘤中发现TERT 核心启动子区域发生突变，并且相关研究确定了几种肿瘤中TERT 启动子的突变类型，包括C228T、C250T、C216T、C229G、G267C、C295T 及G233C[9]。TERT 启动子在端粒酶激活导致恶性细胞永生中起重要作用，TERT 的C228T和C250T 位点突变是最常见的突变类型[4]。然而，在大多数原发性胶质母细胞瘤患者中TERT 启动子可以发生突变，但在星形细胞瘤或大多数少突星型细胞瘤患者中，这些突变发生频率往往较低，这提示我们TERT 启动子突变在不同胶质瘤类型中存在差异[10]。在TERT 突变的频率相对较低的胶质瘤中，这些肿瘤中端粒延长可能存在另一种机制，而且很有可能是由于ATRX 基因的突变导致的。另外，TERT 启动子突变在各类胶质瘤中均有发生，表明端粒伸长的调控在胶质瘤的发病机制中起着至关重要的作用[10]。先前的一项研究表明，TERT 突变型胶质母细胞瘤患者的TERT mRNA 水平升高，并报道TERT rs2853676 是中国人群胶质瘤的危险基因型[7]。

2015 年，Yang Yuan 等[11]发现TERT 基因多态性与胶质瘤风险的增加显著相关，TERT 启动子突变可能导致胶质瘤患者预后不良，推测TERT 基因是一种有价值的胶质瘤预后和预测生物标志物。TERT 启动子突变作为一种遗传事件经常在60 张力蛋白同源基因～75%的胶质母细胞瘤中检测到，并且与不良预后相关。然而，关于TERT突变与胶质瘤预后关系的观点目前尚不一致。有学者认为TERT 启动子突变不能作为胶质瘤的单一预测因子，应该结合MGMT 甲基化状态对其进行解释[12]，因此TERT 启动子突变与胶质瘤患者预后的关系有待进一步研究。

PTEN 基因位于人10 号染色体，由9 个外显子组成，是第一个被发现的具有磷酸酯酶活性的抑癌基因，在调节细胞增殖和DNA 损伤修复等诸多方面发挥重要作用[13]。众多研究发现，PTEN 基因在多种人类恶性肿瘤中均有不同程度的突变，而它的主要突变类型是基因缺失[13]。PTEN 功能部分缺失可能对癌症发生和进展产生巨大影响，研究显示，即使PTEN 表达水平轻微下降，也会显著增加癌症易感性[14]。人体内的PTEN 基因通常通过其磷酸酶蛋白产物发挥抑制癌症的功能。PTEN 在细胞凋亡、细胞周期阻滞、血管生成、细胞迁移、细胞扩散和侵袭以及干细胞调控中发挥着重要作用[5]。此外，PTEN 频繁的等位基因缺失在恶性星形细胞瘤、间变性少突胶质细胞瘤和室管膜瘤病例中也有报道。这可以解释为PTEN 基因的遗传变异，可能改变PTEN 的结构和功能，导致细胞凋亡减少和丝裂素信号通路增加，从而影响个体对胶质瘤的易感性[13]。

PTEN 表达缺失在5%～40%的胶质瘤病例中发生，已被证明是胶质瘤的早期事件。有研究表明PTEN 的突变与胶质瘤的恶性进展有关，它们与胶质瘤中较短的生存期相关[5]，因此PTEN 突变可能被认为是预测神经胶质瘤风险和临床结果的潜在和重要的候选基因。然而，P T E N 对胶质瘤患者预后的意义仍存在争议。一些文献表明胶质瘤中PTEN 基因突变与生存期较差相关，然而有研究报道P T E N 基因突变与生存期无明显相关性[15]。因此，有必要从大数据及回顾性研究分析PTEN与胶质瘤预后的相关性，探索可能的胶质瘤预后预测分子。

综上，发现在数据库及回顾性分析中TERT 启动子和PTEN 基因突变型较野生型胶质瘤患者生存期缩短，它们可能成为预测人脑胶质瘤患者预后的标志物，这对制定胶质瘤患者的个性化诊疗提供了理论依据。由于分子病理诊断价格昂贵，很多胶质瘤患者无法进行分子病理诊断，所以回顾性分析中病例数略显不足，我们拟延长搜索年限，扩大病例数，同时随着入组病例的增多，后续拟对IDH1 突变，1p19q 共缺失，MGMT 甲基化等因素与TERT 启动子和PTEN 基因突变进行相关性分析，试图找出胶质瘤患者分子病理谱中潜在的联系，为临床诊疗提供新的思路。