脑膜瘤是颅内常见的良性肿瘤,现有研究表明不同预后的脑膜瘤存在不同的驱动基因,包括NF2、AKT1、TRAF7、KLF4等基因。TRAF7基因是具有E3泛素连接酶活性的促凋亡N端RING和锌指结构域蛋白,在其C末端包含7个WD40重复序列,TRAF7通过WD40结构域与不同分子(例如MEKK3)相互作用,影响肿瘤的发生发展。

TRAF7基因在约25%的脑膜瘤中发生突变,但在特定亚型和肿瘤解剖学位置会出现TRAF7基因的高突变,如在分泌型脑膜瘤中多出现TRAF7和AKT1基因共变异,在组织学形态是上皮样脑膜瘤以及脑膜瘤位置处于基底这类脑膜瘤多出现TRAF7和KLF4基因共变异。但现有研究表明在肿瘤发生和发展阶段会出现不同基因变异。对于这两类共变异脑膜瘤,现有研究无法确定TRAF7和AKT1/KLF4哪个基因会先发生变异。

一例脑膜瘤患者出现双原发,通过对患者的两个独立病灶进行分子检测,结果显示有共同的基因:TRAF7 p.N520S突变。但也存在不同基因变异:在颅底位置出现AKT1基因热点变异,在凸面脑膜瘤出现KLF4基因热点变异,通过胚系分析表明TRAF7基因变异不是胚系变异。这一案例提示TRAF7基因可能是肿瘤发生早期事件,早于AKT1和KLF4基因变异。

为了探索和验证这一理论,入组28例共突变脑膜瘤患者样本(TRAF7/AKT1  n=13;TRAF7/KLF4  n=15),测序结果显示其中AKT1和KLF4基因均为热点突变(AKT1 p.E17K;KLF4 p.K409Q),TRAF7基因在不同样本中的变异位点不同,最常见的变异位点是p.N520S/H/T(8/28)和p.K615E/T(5/28)。

目前现有研究认为突变丰度(VAF)可以在一定程度上反应基因变异的早晚,但通过对共突变脑膜瘤样本的测序变异丰度的对比没有太大差异,无法区分。

采用基于扩增子的单细胞测序技术对其中7例共突变样本(875000个细胞)进行检测。检测panel包括28个基因及TERT启动子区域覆盖。测序数据通过分析显示每个样本中有三个亚克隆:一个是野生型克隆(可能是间质细胞),一个克隆是携带TRAF7单突变,而KLF4或AKT1中没有任何突变(6/7个样本中检测到),以及另一个包含TRAF7和KLF4或AKT1共突变的克隆。其中一例样本中除了野生型和共突变两组克隆外,一个克隆仅携带KLF4突变。结果表明,在大多数情况下,TRAF7突变是在比KLF4或AKT1更早的阶段获得的。

肿瘤在生长过程中,经过多次分裂增殖,其子细胞呈现出分子生物学或基因方面的改变,从而使肿瘤的不同细胞特征不一致。基于这一特征通过对同一个肿瘤样本的不同细胞进行测序分析,从而确定肿瘤在发生发展过程中基因变异的顺序,通过单细胞NGS测序技术分析TRAF7和AKT1/KLF4共变异脑膜瘤样本中不同细胞的变异情况发现在多数情况下TRAF7基因突变要早于KLF4或AKT1基因变异。

作者介绍

李计成

徐州矿务集团总医院神经外科副主任

主任医师、医学博士、硕士生导师

江苏省医师学会神经介入分会委员

江苏省医师学会神经外科分会颅底肿瘤专业组组员

徐州医学会神经外科分会委员

主要研究方向为脑肿瘤及脑血管病的基础与临床,主要为颅底肿瘤,脑出血及动脉瘤等出血性疾病和颈动脉狭窄及搭桥等的缺血性疾病

第一作者及通讯作者发表SCI3篇及国内核心期刊文章数篇