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INC国际专家Rutka鲁特卡教授研究:1000例儿童低级别胶质瘤临床分析

世界神经外科学院前院长(2011-2014)、世界神经外科专业知名杂志《Journal of Neurosurgery》主编(2013-至今)、INC国际儿童神经外科专家James T. Rutka鲁特卡教授发表《Integrated Molecular and Clinical Anal
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  世界神经外科学院前院长(2011-2014)、世界神经外科专业知名杂志《Journal of Neurosurgery》主编(2013-至今)、INC国际儿童神经外科大咖James T. Rutka鲁特卡教授发表《Integrated Molecular and Clinical Analysis of 1,000 Pediatric Low-Grade Gliomas》研究,以下为研究要点概述。

01PART 摘要

  儿童低级别胶质瘤(pLGG)的发生通常由 RAS - 细胞外信号调节激酶(RAS/MAPK)通路的遗传改变所驱动,但其临床转归存在无法解释的差异性。为探究这一问题,研究团队对 1000 例以上具备临床注释的 pLGG 病例进行了特征分析。结果显示,84% 的病例存在驱动基因改变,而未发现明确基因改变的病例也常表现出 RAS/MAPK 通路的上调。根据遗传改变类型,可将 pLGG 划分为不同类别。与单核苷酸变异(SNV)驱动的肿瘤相比,重排驱动的肿瘤患者在诊断时年龄更小,更倾向于 WHO 1 级组织学类型,疾病进展更少,且极少导致死亡。通过对临床分子相关性的进一步亚分类,可将 pLGG 分层至不同风险类别。这些数据揭示了 pLGG 亚型之间的生物学和临床差异,为未来治疗方案的优化提供了方向。

Rutka鲁特卡教授团队对超过 1,000 例临床注释的 pLGG 进行了特征分析,以解释临床结果存在的差异

02PART 研究意义

  儿童低级别胶质瘤(pLGG)是儿童群体中最为常见的脑肿瘤类型。这项纳入 1000 例以上 pLGG 的综合临床病理与基因组分析,定义了具有不同生物学驱动因素和临床特征的分子亚组。研究发现,无论是否存在明确的基因组激活因素,RAS/MAPK 通路在 pLGG 中几乎均处于激活状态。此外,尽管许多基因改变均汇聚于 RAS/MAPK 通路,但临床表现和预后因潜在改变类型的不同而存在显著差异。这些信息有助于确定具有不同无进展生存期和总生存期的 pLGG 临床风险组,而这些风险组可能需要差异化的治疗策略。随着现代治疗方案采用针对特定基因改变的药物,本研究提供了反映 pLGG 分子分类的框架,该分类反映了驱动疾病的独特生物学机制,可能促进了不同的治疗敏感性。

03PART 研究亮点

  KIAA1549-BRAF、BRAF p.V600E 和 NF1 突变占 pLGG 病例的三分之二。

  RAS/MAPK 通路在 pLGG 中几乎普遍处于激活状态。

  pLGG 包含两个不同的临床亚组:重排驱动型或单核苷酸变异(SNV)驱动型。

  基于基因改变类型的风险分层可有效预测患者预后。

04PART 研究结果

  pLGG 研究队列详细信息

(A) 队列中所有 pLGG 的解剖位置分布(n=976)。

(B) 所有非 NF1 相关 pLGG 的组织学谱(n=843)。PA:毛细胞型星形细胞瘤;LGG, NOS:未另行分类的低级别胶质瘤;GG:神经节胶质瘤;DNET:发育不良性神经上皮肿瘤;PXA:多形性黄星形细胞瘤;GNT:神经胶质瘤;DA:弥散性星形细胞瘤;AG:血管中心性胶质瘤;ODG:少突胶质瘤;DIA/DIG:结节性婴儿星形细胞瘤 / 神经节胶质瘤。

(C) 基于肿瘤位置的非 NF1 相关 pLGG 样本的组织学分布(n=843)。

(D) 箱线图显示整个 pLGG 队列中按肿瘤位置分层的诊断年龄(n=976)。箱内粗线代表中位数,箱的下、上限分别为第一、第三四分位数,须线代表最小值和最大值。所有成对比较的调整后 p 值采用 t 检验计算。<0.05, <0.01, <0.001, ****<0.0001, NS = 无统计学意义。

(E) 按肿瘤位置分层的 pLGG 队列的无进展生存期。调整后 p 值采用 log-rank 检验计算。

(F) 整个 pLGG 队列的无进展生存期和总生存期(n=976)。p 值经 log-rank 检验计算得出。

图1. pLGG 研究队列详细信息 (A) 队列中所有 pLGG 的解剖位置(n=976)。 (B) 所有非 NF1 相关 pLGG 的组织学谱(n=843)。PA:毛细胞型星形细胞瘤;LGG, NOS:未另行分类的低级别胶质瘤;GG:神经节胶质瘤;DNET:发育不良性神经上皮肿瘤;PXA:多形性黄星形细胞瘤;GNT:神经胶质瘤;DA:弥散性星形细胞瘤;AG:血管中心性胶质瘤;ODG:少突胶质瘤;DIA/DIG:结节性婴儿星形细胞瘤 / 神经节胶质瘤。 (C) 基于肿瘤位置的非 NF1 相关 pLGG 样本的组织学分布(n=843)。 (D) 箱线图显示整个 pLGG 队列中按肿瘤位置分层的诊断年龄(n=976)。箱内粗线代表中位数,箱的下、上限分别代表第一、第三四分位数,须代表最小值和最大值。所有成对比较的调整后 p 值,t 检验。<0.05,<0.01,<0.001,****<0.0001,NS=无统计学意义。 (E) 按肿瘤位置分层的 pLGG 队列的无进展生存期。调整后 p 值,log - rank 检验。 (F) 整个 pLGG 队列的无进展生存期和总生存期(n=976)。p 值经 log - rank 检验计算得出。

  pLGG 的分子图谱

(A) 610 例 pLGG 的分子改变及其相关类别的 Oncoprint 图。样本按列排列,基因和基因类别沿行标记。* 表示这些 BRAF 单核苷酸变异(SNVs)和融合并非经典的 KIAA1549-BRAF 或 p.V600E。

(B) 条形图显示 2000-2017 年间诊断的所有 477 例病例中所有复发体细胞突变的频率排序,并根据是否包含 NF1 患者进行着色(蓝色为包含,红色为排除)。

(C) 饼图显示 2000-2017 年间诊断的基于人群的 pLGG 队列(n=477)中每个分子类别的改变频率。

(D) 饼图显示 2000-2017 年间诊断的非 NF1 相关 pLGG(n=397)中每个分子类别的改变频率。

(E) 本研究中发现的罕见和新融合基因的示意图。图示使用圣犹达 PeCan 网站的蛋白质绘制功能完成。

pLGG 的分子图谱 (A) 610 例 pLGG 的分子改变及其相关类别的 Oncoprint 图。样本按列排列,基因和基因类别沿行标记。* 表示这些 BRAF 单核苷酸变异(SNVs)和融合不是经典的 KIAA1549-BRAF 或 p.V600E。(B) 条形图显示 2000-2017 年间诊断的所有 477 例病例中所有复发体细胞突变的频率排序,并根据是否包含 NF1 患者进行着色(蓝色包含,红色排除)。(C) 饼图显示 2000-2017 年间诊断的基于人群的 pLGG 队列(n=477)中每个分子类别的改变频率。(D) 饼图显示 2000-2017 年间诊断的非 NF1 相关 pLGG(n=397)中每个分子类别的改变频率。(E) 本研究中发现的罕见和新融合基因的示意图。图是使用圣犹达 PeCan 网站的蛋白质绘制功能绘制的。

  非典型和分子未确定 pLGG 中 RAS/MAPK 通路的上调

(A) 箱线图显示按分子改变分层的 ppERK/ERK 蛋白水平。箱内粗线代表中位数,箱的下、上限分别为第一、第三四分位数,须线代表最小值和最大值。所有成对比较的调整后 p 值采用 t 检验计算。<0.05, <0.01, <0.001, <0.0001, NS = 无统计学意义。

(B) 对分子未确定的 pLGG 进行预排序的基因集富集分析(GSEA),分析 RAS/MAPK 通路激活特征。NES:归一化富集分数;FDR:假发现率。

(C) 正常脑组织对照和分子未确定的 pLGG 的单样本基因集富集分析(ssGSEA),分析 RAS/MAPK 激活情况。箱内粗线代表中位数,箱的下、上限分别为第一、第三四分位数,须线代表最小值和最大值。所有成对比较的调整后 p 值采用 Mann-Whitney 检验计算。<0.05, <0.01, <0.001, <0.0001, NS = 无统计学意义。

(D) 已知 RAS/MAPK 突变和分子未确定的 pLGG 与正常脑组织的 RAS/MAPK ssGSEA 得分对比。箱内粗线代表中位数,箱的下、上限分别为第一、第三四分位数,须线代表最小值和最大值。所有成对比较的调整后 p 值采用 t 检验计算。<0.05, <0.01, <0.001, ****<0.0001, NS = 无统计学意义。

非典型和分子未确定 pLGG 中 RAS/MAPK 通路的上调 (A) 箱线图显示按分子改变分层的 ppERK/ERK 蛋白水平。箱内粗线代表中位数,箱的下、上限分别代表第一、第三四分位数,须代表最小值和最大值。所有成对比较的调整后 p 值,t 检验。<0.05,<0.01,<0.001,<0.0001,NS=无统计学意义。 (B) 对分子未确定的 pLGG 进行预排序的基因集富集分析(GSEA),分析 RAS/MAPK 通路激活特征。NES:归一化富集分数;FDR:假发现率。 (C) 正常脑组织对照和分子未确定的 pLGG 的单样本基因集富集分析(ssGSEA),分析 RAS/MAPK 激活情况。箱内粗线代表中位数,箱的下、上限分别代表第一、第三四分位数,须代表最小值和最大值。所有成对比较的调整后 p 值,Mann-Whitney 检验。<0.05,<0.01,<0.001,<0.0001,NS=无统计学意义。 (D) 已知 RAS/MAPK 突变和分子未确定的 pLGG 与正常脑组织的 RAS/MAPK ssGSEA 得分对比。箱内粗线代表中位数,箱的下、上限分别代表第一、第三四分位数,须代表最小值和最大值。所有成对比较的调整后 p 值,t 检验。<0.05,<0.01,<0.001,****<0.0001,NS=无统计学意义。

  重排与单核苷酸变异(SNV)驱动的 pLGG 比较

(A) 饼图显示重排(上,n=265)和 SNV(下,n=182)驱动的 pLGG 的分子改变分布情况。

(B) 重排与 SNV 驱动的 pLGG 在多种临床特征上的比较。* 调整后的 p 值 < 0.05,采用 Fisher 精确检验。GTR:全切除术。

(C) 按重排或 SNV 驱动状态分层的病例的总生存期的 Kaplan-Meier 曲线,p 值经 log-rank 检验计算得出。

(D) 按重排或 SNV 驱动状态分层的病例的无进展生存期的 Kaplan-Meier 曲线,p 值经 log-rank 检验计算得出。

重排与单核苷酸变异(SNV)驱动的 pLGG 比较 (A) 饼图显示重排(上,n=265)和 SNV(下,n=182)驱动的 pLGG 的分子改变分布情况。 (B) 重排与 SNV 驱动的 pLGG 在多种临床特征上的比较。*调整后的 p 值 < 0.05,Fisher 精确检验。GTR:全切除术。 (C) 按重排或 SNV 驱动状态分层的病例的总生存期的 Kaplan-Meier 曲线,p 值经 log-rank 检验计算得出。 (D) 按重排或 SNV 驱动状态分层的病例的无进展生存期的 Kaplan-Meier 曲线,p 值经 log-rank 检验计算得出。

  重排驱动的 pLGG 的临床病理特征

示意图显示了以下基因改变的关键临床特征和结果:

(A) KIAA1549-BRAF 融合

(B) FGFR1-TACC1 融合

(C) FGFR1 TKD(激酶结构域)突变

(D) FGFR2 融合

(E) MYB 突变

(F) MYBL1 突变

重排驱动的 pLGG 的临床病理特征。示意图显示了以下基因改变的关键临床特征和结果: (A) KIAA1549-BRAF 融合 (B) FGFR1-TACC1 融合 (C) FGFR1 TKD(激酶结构域)突变 (D) FGFR2 融合 (E) MYB 突变 (F) MYBL1 突变

  单核苷酸变异(SNV)驱动的 pLGG 的临床病理特征

示意图描绘了以下关键临床特征和结果:

(A) BRAF p.V600E 突变

(B) FGFR1 单核苷酸变异(SNVs)

(C) IDH1 p.R132H 突变

(D) H3.3 p.K27M 突变

单核苷酸变异(SNV)驱动的 pLGG 的临床病理特征。示意图描绘了以下关键临床特征和结果: (A) BRAF p.V600E 突变 (B) FGFR1 单核苷酸变异(SNVs) (C) IDH1 p.R132H 突变 (D) H3.3 p.K27M 突变

  pLGG 的风险分层

(A) 环形图显示 pLGG 的分配风险组合及其相关生物标志物。风险分配基于进展和 / 或死亡的发生率。在具有多种改变的样本中,分配最高潜在风险组。在少于 5 个样本中出现的改变未分配风险组。

(B) 按风险分层的病例的总生存期的 Kaplan-Meier 曲线,p 值经 log-rank 检验计算得出。

(C) 按风险分层的病例的无进展生存期的 Kaplan-Meier 曲线,p 值经 log-rank 检验计算得出。

pLGG 的风险分层 (A) 环形图显示 pLGG 的分配风险组合及其相关生物标志物。风险分配基于进展和 / 或死亡的发生率。在具有多种改变的样本中,分配了最高潜在风险组。在少于 5 个样本中出现的改变未分配风险组。 (B) 按风险分层的病例的总生存期的 Kaplan-Meier 曲线,p 值经 log-rank 检验计算得出。 (C) 按风险分层的病例的无进展生存期的 Kaplan-Meier 曲线,p 值经 log-rank 检验计算得出。

05PART 关于作者

国际儿童脑肿瘤权威专家 James T. Rutka鲁特卡教授

国际儿童脑肿瘤大咖 James T. Rutka鲁特卡教授

  Rutka鲁特卡教授作为世界神经外科联合会 (WFNS) 执行委员会 & 顾问委员会成员之一,已发表 500 多篇学术文章,临床研究方向以颅内肿瘤为核心,在胶质瘤、纤维瘤、颅咽管瘤室管膜瘤等领域具备多年临床经验。他擅长清醒开颅术、显微手术,以及被广泛应用于恶性脑瘤癫痫治疗的国际前沿技术 —— 激光间质热疗(LITT)。针对儿童胶质瘤,尤其是高级别胶质瘤,Rutka鲁特卡教授开展了多项临床试验。其所在的加拿大 SickKids 医院是国际知名的儿童医院之一。

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  • 更新时间:2025-07-05 17:10:12

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