《Neurotherapeutics》：“Updates on diagnostic and prognostic molecular biomarkers of CNS tumors”
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中枢神经系统（central nervous system, CNS）肿瘤的诊断与分类在过去十年中经历了范式转变，从纯粹基于组织学的方法演变为整合分子和表观遗传特征的框架。本综述总结了主要CNS肿瘤类别中关键基因组和表观基因组生物标志物的最新进展，重点关注其诊
中枢神经系统（central nervous system, CNS）肿瘤的诊断与分类在过去十年中经历了范式转变，从纯粹基于组织学的方法演变为整合分子和表观遗传特征的框架。本综述总结了主要CNS肿瘤类别中关键基因组和表观基因组生物标志物的最新进展，重点关注其诊断、预后和治疗意义。DNA甲基化分析已成为肿瘤分类、亚型划分和分级的有价值工具，补充了传统组织病理学评估。在弥漫性胶质瘤中，新表征的分子改变细化了分级标准，并明确了肿瘤类型之间的边界，包括关于将单一分子特征作为唯一诊断标准时的重要注意事项。在室管膜瘤、髓母细胞瘤、非典型畸胎样/横纹肌样肿瘤、脑膜瘤、松果体肿瘤和胚胎性肿瘤中，甲基化分析现已定义具有生物学和临床意义的亚组，这些亚组为风险分层和治疗选择提供依据。对错配修复缺陷型胶质瘤和融合驱动的肿瘤实体日益深入的认识，进一步凸显了CNS肿瘤分类学的复杂性。随着分子技术的持续进步，整合基因组、表观基因组、组织病理学和临床数据将对于提高诊断精确性、指导治疗并最终改善患者结局至关重要。
DNA甲基化分析（DNA methylation profiling）
DNA甲基化分析在多种肿瘤诊断中已成为重要工具。对某些实体而言，它被认为是必要的诊断标准，例如伴有少突胶质细胞瘤样特征和核簇的弥漫性胶质神经元肿瘤；对许多其他实体，甲基化分析可解决诊断不确定性。在髓母细胞瘤和后颅窝室管膜瘤中，甲基化分析能够定义具有重要临床意义的亚类。尽管多数甲基化分类与WHO肿瘤分类一致，但也存在例外。甲基化用于分级或预后判断通常不如诊断时直接，不过在某些肿瘤如脑膜瘤中可能具有相关性。然而，DNA甲基化分析存在局限性，包括对特定类型实体分类准确性不佳，以及某些实体或亚型的临床相关性不明确。因此，甲基化结果必须在临床、病理和遗传发现的整体背景下加以解释。
星形细胞瘤，IDH突变型（Astrocytoma, IDH-mutant）
IDH突变型星形细胞瘤的分级因IDH抑制剂临床试验的成功和分级用于确定治疗候选人群而日益重要。WHO CNS5中IDH突变型星形细胞瘤分为2至4级，3级依据组织学标准（“显著核分裂活性和组织学间变”），4级依据组织学特征（微血管增生和/或坏死）或CDKN2A/B纯合缺失。近期cIMPACT-NOW更新12提出其他分子改变与更差结局相关并提示升级：PDGFRA扩增与更差结局相关，符合CNS WHO 4级；PIK3CA/PIK3R1突变、MYCN扩增、EGFR扩增、CCND2扩增、CDK4/CDK6扩增、RB1改变和CDKN2A突变提示中等风险，可能支持CNS WHO 3级分类；甲基化类“G-CIMP-low”和“IDH突变型星形细胞瘤，高级别”不符合CNS WHO 2级。该更新还提供了定量组织学分级标准，建议以每2.4 mm2≥3个核分裂作为区分2级和3级的阈值。
弥漫性高级别胶质瘤（Diffuse high-grade gliomas）
胶质母细胞瘤（glioblastoma, GBM）传统上定义为具有微血管增生和坏死的高级别星形细胞肿瘤。WHO CNS5扩展了IDH野生型胶质母细胞瘤的定义，纳入组织学为较低级别但具有TERT启动子突变、7号染色体获得合并10号染色体丢失（+7/-10）和/或EGFR扩增的IDH和H3野生型弥漫性星形细胞胶质瘤。然而，这些分子特征并非完全特异，尤其需谨慎用于年龄<40岁的患者。具有低级别形态和孤立性TERT启动子突变但无EGFR扩增或+7/-10的胶质瘤，预后优于典型IDH野生型胶质母细胞瘤；其中部分肿瘤属于独特的甲基化类“成人型弥漫性高级别胶质瘤，IDH野生型，F亚型”。TERT启动子突变也可见于其他实体，因此不建议将其作为组织学低级别肿瘤中诊断GBM的唯一特征。类似地，+7/-10可见于多形性黄色星形细胞瘤等，EGFR扩增可见于弥漫性儿童型高级别胶质瘤等，故在40岁以下患者中不应单独使用这些特征诊断GBM。IDH和H3野生型弥漫性高级别胶质瘤在儿童和成人中生物学行为不同，导致弥漫性儿童型高级别胶质瘤、H3野生型和IDH野生型新实体的确定。DNA甲基化分析是目前最可靠的诊断方法，特定分子特征如PDGFRA改变、EGFR改变或MYCN扩增可支持25岁以下患者的诊断。
错配修复缺陷型胶质瘤（Mismatch-repair deficient gliomas）
尽管尚非正式WHO诊断实体，但越来越多证据表明部分弥漫性胶质瘤由原发错配修复缺陷驱动，尤其见于儿童、青少年和年轻成人。这些肿瘤通常表现为高级别组织学特征，免疫组化显示错配修复（mismatch repair, MMR）复合体组分（MLH1, MSH2, MSH6, PMS2）丧失。少数肿瘤会保留功能异常MMR蛋白的表达，此时额外测序有助于鉴定MMR基因致病突变、高肿瘤突变负荷和/或MMRD相关突变特征及微卫星不稳定性。MMRD胶质瘤通常聚集在“弥漫性儿童型高级别胶质瘤，RTK1A亚型”甲基化类中。遗传学上，MMRD胶质瘤几乎总是BRAF和组蛋白H3野生型，但部分存在IDH1 R132H突变。原发错配修复缺陷的IDH突变型星形细胞瘤行为侵袭性强，预后差。由此产生的高突变表型影响肿瘤发生发展和免疫微环境。MMRD胶质瘤免疫原性增加，对免疫检查点抑制剂可能反应显著，但对常规烷化剂化疗通常反应不佳。因此，识别MMRD高级别胶质瘤患者至关重要。建议对年龄<40岁且H3、BRAF和IDH野生型的高级别胶质瘤，以及儿童、青少年和年轻成人中表现为高级别的IDH突变型星形细胞瘤进行MMR免疫组化检测。若高度怀疑MMR缺失但免疫组化未检出，推荐采用其他方法如二代测序检测MMRD相关突变特征或MMR基因致病突变。
室管膜瘤（Ependymomas）
室管膜肿瘤基于形态学（室管膜瘤、室管膜下膜瘤和黏液乳头状室管膜瘤）、解剖位置（幕上、后颅窝和脊髓）和分子特征进行分类。幕上室管膜瘤在WHO CNS5中有两种分子定义类型：ZFTA融合阳性和YAP1融合阳性。幕上室管膜瘤ZFTA融合阳性更常见，典型为ZFTA::RELA融合，CDKN2A/B缺失与更差结局相关。后颅窝罕见ZFTA融合室管膜瘤，建议报告为后颅窝室管膜瘤、ZFTA融合阳性，未另行分类。YAP1融合阳性罕见，主要见于儿童。后颅窝室管膜瘤分为A组和B组，DNA甲基化分析是主要分型方法。免疫组化核H3 K27me3表达缺失是A组的替代标记，EZHIP过表达是有用辅助标记。1q获得和6q缺失均与较差预后相关。B组的明确诊断需要DNA甲基化分析；免疫组化通常显示H3 K27me3表达保留和EZHIP未过表达，但该免疫表型并非B组特异。当甲基化分析不可用时，符合上述免疫表型的后颅窝室管膜瘤应诊断为后颅窝室管膜瘤，非特指（NOS）。具有纯室管膜瘤或混合形态但甲基化分类为室管膜下膜瘤的肿瘤，许多具有TERT启动子突变和6号染色体缺失，推荐使用描述性标签“后颅窝室管膜肿瘤伴TERT启动子突变和/或6号染色体缺失，PFSE甲基化类，NEC”。脊髓室管膜瘤通过表观和转录组分析鉴定出A和B两个亚型。A型特征为NF2双等位失活，常通过22q缺失和NF2体细胞或生殖系突变发生，复发风险较高。B型通常为单等位NF2缺失，保留NF2表达，全基因组拷贝数改变更广泛。WHO CNS5将脊髓室管膜瘤MYCN扩增作为独特侵袭性分子实体，特征为MYCN原癌基因高拷贝扩增，常伴10q缺失和11q局灶缺失，临床表现为髓外生长、多节段受累、早期软脑膜播散和治疗抵抗。黏液乳头状室管膜瘤（MPE）归为CNS WHO 2级，具有独特甲基化类，HOXB13免疫组化可辅助鉴别，常出现16号染色体获得和10号染色体缺失。室管膜下膜瘤为惰性CNS WHO 1级肿瘤，不同解剖部位的甲基化谱不同，拷贝数改变包括19号染色体缺失和部分6号染色体缺失；少数后颅窝室管膜下膜瘤伴6号染色体缺失或TERT启动子突变可能与向高风险肿瘤演变相关。
脑膜瘤（Meningiomas）
WHO CNS5将部分分子改变纳入分级，TERT启动子突变和CDKN2A/B纯合缺失被指定为CNS WHO 3级，不论组织学特征。然而，组织学低级别脑膜瘤中单独TERT启动子突变并不等同高级别行为。分子研究确定了生物学不同的亚组：NF2改变型脑膜瘤多见于凸面，与染色体不稳定和复发风险相关；非NF2肿瘤（TRAF7、AKT1、KLF4、SMO突变）多见于颅底，常为低级别行为。特定突变与组织学亚型相关，如SMARCE1与透明细胞型，BAP1改变与横纹肌样型。cIMPACT-NOW 8扩展了分子分级建议，在组织学边界或模糊病例中尤其有用。脑侵犯仍是CNS WHO 2级标准，但其评估可能困难。对于核分裂活性临界、临床行为异常或高危组织学亚型（如脊索样、透明细胞、乳头状、横纹肌样）的肿瘤应进行分子评估。复发性染色体拷贝数改变提供额外预后信息：22q缺失常见且为早期事件，1p缺失与复发进展风险相关，1p联合22q缺失或NF2改变支持升级为CNS WHO 2级，6、10、14、18号染色体两条及以上全臂缺失也支持升级。DNA甲基化谱可提供预后分层，但不同分类器版本可能结果不一致。整合模型结合组织学特征、拷贝数改变和甲基化类可改善预后准确性。这些推荐仅适用于散发性成人脑膜瘤，儿童、NF2相关及放射性脑膜瘤需进一步研究。
髓母细胞瘤（Medulloblastomas）
WNT激活亚组主要由CTNNB1突变和6号染色体单体定义，预后极好，是治疗降级研究的主要候选对象。SHH激活亚组分为TP53突变型和TP53野生型，TP53突变型治疗抵抗、生存率较低。Group 3和Group 4肿瘤通过DNA甲基化进一步细分为八个亚类（I-VIII）。亚类II、III、V为高风险组，表现侵袭性行为、转移和较差总生存。亚类II以MYC扩增和大细胞/间变型组织学为特征；亚类III有局灶MYC或MYCN改变伴8p和10q缺失；亚类V常转移，伴MYC和MYCN共扩增、等臂17q和16q缺失。亚类I、IV、VI、VII为预后较好组：亚类I基因组基本平衡；亚类IV常见于婴儿，有8、10、11、13号染色体缺失；亚类VI和VII符合全染色体改变的良好风险表型（7号获得、8和11缺失），亚类VI有PRDM6增强子劫持，亚类VII有体细胞KBTBD4突变。亚类VIII构成独特的晚期复发风险组，多见于年龄较大儿童，基因组安静，等臂17q常为唯一细胞遗传学异常，伴KDM6A等染色质重塑基因突变。虽然初期生存与标准风险组相似，但诊断后5年以上复发风险高。
其他CNS胚胎性肿瘤（Other CNS embryonal tumors）
非典型畸胎样/横纹肌样肿瘤（ATRT）以SMARCB1双等位失活为特征，甲基化分析分为ATRT-TYR、ATRT-SHH和ATRT-MYC三个分子亚组。ATRT-TYR亚组总生存最佳（5年总生存约48%，非TYR亚组约24%），其特征为黑色素体基因（TYR、MITF、DCT）上调，全基因组高度甲基化，典型为22号染色体一个拷贝整条或部分缺失伴剩余等位基因失活突变，诊断中位年龄约12个月。ATRT-SHH亚组显示SHH和Notch通路激活，SMARCB1失活常为复合杂合点突变，表观组高度甲基化，中位诊断年龄约20个月，幕上及幕下比例相近。ATRT-MYC亚组高表达MYC、HOXC簇及HOTAIR，表观组低甲基化，SMARCB1失活常为局灶纯合缺失，中位诊断年龄约27个月，多见幕上，但所有脊髓肿瘤均见于该亚组；ATRT-MYC肿瘤细胞毒性T细胞浸润和免疫检查点表达水平最高，可能是免疫治疗的最适候选。筛状神经上皮肿瘤（CRINET）是临时WHO实体，为SMARCB1改变、INI1缺陷肿瘤，与ATRT-TYR分子相似但无横纹肌样形态，预后优于ATRT。CNS神经母细胞瘤FOXR2激活由FOXR2转录因子激活定义，常通过结构重排，可见1q获得、16q/11q缺失等，组织学为胚胎性形态，OLIG2阳性。CNS肿瘤伴BCOR内部串联重复（BCOR-ITD）为侵袭性神经上皮肿瘤，定义为BCOR外显子15框内内部串联重复，常见于儿童，组织学显示高级别特征，BCOR免疫组化敏感但不特异。胚胎性肿瘤伴多层菊形团（ETMR）以C19MC扩增或结构性激活为特征，部分C19MC阴性肿瘤存在DICER1等microRNA加工通路基因改变，提示与肿瘤易感综合征重叠。
松果体肿瘤（Pineal tumors）
中等分化松果体实质肿瘤（PPTID）在分子上具有异质性，可分为PPTID-A和PPTID-B预后相关甲基化亚组。KBTBD4插入或突变是部分松果体实质肿瘤的复发性改变。松果体母细胞瘤（PB）分为PB-miRNA1、PB-miRNA2、PB-RB1和PB-MYC/FOXR2亚组，其中miRNA相关亚组涉及DICER1、DROSHA、DGCR8等microRNA加工基因的改变，RB1或MYC/FOXR2改变亚组生存期较短。松果体区促结缔组织增生性黏液样肿瘤、SMARCB1突变为关键诊断补充，虽为SMARCB1缺陷，但不同于ATRT，避免误分类。此外，部分松果体区发生的WNT激活胚胎性肿瘤与WNT激活髓母细胞瘤聚集，提示可能为异位髓母细胞瘤或独特亚组。
新兴融合驱动的CNS肿瘤实体（Emerging fusion-driven CNS tumor entities）
PLAGL1融合神经上皮肿瘤为新近描述实体，常含EWSR1::PLAGL1或PLAGL1::FOXO1融合，应在缺乏ZFTA或YAP1融合的幕上室管膜肿瘤中考虑。激酶融合驱动的肿瘤包括伴ATRX改变、激酶融合和间变特征的胶质神经元肿瘤（GTAKA），其特征为ATRX改变和复发性激酶融合，最常见涉及NTRK(1/2/3)。其他新型融合驱动实体包括PATZ1融合神经上皮肿瘤（MN1::PATZ1或EWSR1::PATZ1融合）以及CNS胚胎性肿瘤伴BRD4::LEUTX融合和CNS肿瘤伴EP300::BCOR融合。
结论（Conclusions）
CNS肿瘤分类持续朝向更精细、整合的诊断模式发展，并具有直接治疗相关性。当前分子检测需要分别进行二代测序和甲基化分析，而新测序方法（如5碱基测序、Oxford Nanopore）可直接检测5-甲基胞嘧啶，无需亚硫酸氢盐转化，可在单一测试中同时获得甲基化谱和基因组改变，有望改善周转时间。基因组和DNA甲基化分析通过解决模糊形态学诊断、细化肿瘤分级和识别具有不同临床行为的生物学亚型，改变了CNS肿瘤的评估方式。当这些分子工具与组织学、免疫组化、影像和临床背景联合解读时，可提高预后判断和治疗选择的准确性。分子细化正在重塑神经肿瘤学，使当前多模式风险适应治疗策略更加精准。识别可操作改变、通路依赖和甲基化定义的亚组有助于患者分层和临床试验设计。未来多组学研究将进一步阐明CNS肿瘤的生物学驱动因素和治疗耐药机制。将分子、表观遗传、组织病理、影像和临床数据仔细整合，是确保精准神经肿瘤学改善诊断和患者获益的关键。
