2020骨来源肿瘤的分子病理学进展

2020骨来源肿瘤的分子病理学进展

摘要

形态学以及经典的免疫组化仍是骨来源肿瘤诊断的基石，但以二代测序为基础的分子病理学的蓬勃发展已改进了目前的诊断技术。同时，分子病理学也进一步为骨来源肿瘤的治疗策略提供线索，用于预测肿瘤的生物学行为。基于分子异常的新病种的文献报道不断涌现，让肿瘤的分类从形态学向分子生物学转换。目前，骨肿瘤可以简单分为简单核型和复杂核型两类，前者包括了特殊异位、基因点突变、特殊基因扩增等，而后者往往缺乏特定的变异。本文基于2019年世界卫生组织（World Health Organization，WHO）（第5版）新的骨肿瘤分类，对骨肿瘤的分子病理学更新进行归类和总结。新的基因型的发现有助于骨肿瘤的诊断与鉴别诊断，甚至可以为后续的内科治疗提供新的思路。其中以巨细胞来源的骨的肿瘤的H3F3A p.G34W、软骨母细胞瘤的H3F3B p.K36M、软骨肉瘤的IDH1/2突变、动脉瘤样骨囊肿的USP6重排等成为近年来骨肿瘤分子病理学革新的标志。

在过去的十几年间，骨来源肿瘤的分子病理学发展极其迅速。骨肿瘤的亚型鉴别已经从依赖传统的免疫组化染色转变为分子病理学检测，例如免疫荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH）和二代测序等。新出现的骨肿瘤遗传基因位点，让人们对这些骨肿瘤亚型的遗传背景有了更深刻的认识。与此同时，这些遗传学的改变也

在指导临床治疗策略及预测肿瘤的生物学行为方面有其不可替代的优势。甚至在小圆细胞恶性肿瘤中，部分肿瘤亚型的命名就是以基因异位来进行的，例如CIC重排肉瘤（CIC为毛细血管果蝇的人类同源基因，编码一群高迁移率的转录因子，位于19号染色q13断端）和BCOR 重排肉瘤（BCOR基因，编码转录抑制因子B细胞淋巴瘤-6的共抑制因子，位于X染色体11.4断端）等。

骨肿瘤的二代测序提示基因的初始改变包括单核苷酸变异、体细胞拷贝数变异、基因融合和更复杂的变化，如染色体碎裂等。为了便于理解，在下文中我们就每个骨肿瘤亚型的基因改变做了详细的归类：基因突变、基因重排、基因缺失和基因扩增，并对骨肿瘤亚型相应的基因改变频率进行了归纳和整理。同时，在临床应用中并非所有的基因型鉴定均需要通过二代测序的方法，设计相应探针进行FISH检测或进行免疫组化染色鉴定源基因突变后下游蛋白的表达，虽不如测序精准，但可降低花费，简便易行。部分基因缺失，例如INI-1缺失也可成为靶向治疗的靶点，在辅助诊断的同时提供了治疗思路。值得一提的是，仍有大量骨肿瘤亚型属复杂核型，并没有明确的变异，基于临床生物学特征和免疫组化的分辨，以及通过排除存在简单核型的其他骨肿瘤亚型，才能做出正确的诊断。本综述基于2019年世界卫生组织（World Health Organization，WHO）（第5版）新的骨肿瘤分类，通过文献复习，对近10年骨肿瘤的分子病理学更新进行归类和总结。

于PubMed、Medline、ScienceDirect及Ovid数据库搜索关键词"bone tumor" 、"molecular pathology" 、"next generation sequencing" 、"immunohistochemistry" 、"fluorescence in situ hybridization" 、"polymerase chain reaction" ，时间自2010年1月至2020年2月。文献纳入标准：①与上述检索词相关的基础及临床研究；②文献类型为专著、论文或综述。排除标准为：①重复性研究；②质量低、证据等级低的文献；③非英文的外文文献；④无法获得全文的文献。共检索文献494篇，其中英文文献429篇、其他语种文献65篇。应用Endnote软件进行查重，并根据纳入及排除标准进行文献筛选，共剔除文献395篇，最终纳入英文文献34篇，其中综述类文章5篇、病例系列报告及机制研究文献29篇。

一、骨肿瘤常用的分子病理学检测方法

常见的分子病理学检测方法为FISH，其次为聚合酶链反应（polymerase chain reaction，PCR）和一代测序、二代测序。部分基因的突变和缺失也可以通过免疫组化检测下游通路蛋白表达情况来鉴别。

二、骨来源肿瘤分子病理学检测的难点

（一）脱钙骨来源恶性肿瘤的分子检测的难点是需要从标本中提取所需要的DNA和RNA，而骨肿瘤经福尔马林固定、石蜡包埋后DNA 和RNA经常降解[1]。使用冰冻的肿瘤组织比较理想，但临床操作比

较困难。虽然硝酸和其他无机酸的脱钙很快，但会对细胞核产生严重的损伤导致无法进行分子学检测，甲酸等较弱的酸以及另一种螯合剂的复合成分中的乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetra-acetic acid，EDTA）既温和又能带走钙离子的脱钙剂，唯一的缺陷是时间较长且会使组织学镜下评估更不准确。因此，使用更弱的有机酸成为目前大多数病理科脱钙的常规方法。

（二）FISHFISH的目的是利用组织切片中的DNA作为目标进行原位杂交，以便发现目标基因。由于FISH很容易在福尔马林固定、石蜡包埋的组织切片中应用，因此最常使用。虽然有脱钙的问题，但体积分数为5%的甲酸就能保证足够的DNA。FISH经常用来发现染色体异位和基因的扩增。临床上经常使用分离和融合探针（例如对尤文肉瘤）来检测EWSR1，但使用分离探针的时候无法确定其具体融合基因。举例来说，对小圆细胞有EWSR1融合但无ETS融合的尤文样肉瘤，基因可能融合为EWS-NFATc2而非EWS-FLI1，而这两类肿瘤的镜下表现、免疫组化都很类似，因此使用FISH也无法鉴别[2]。而检测基因扩增，例如骨旁骨肉瘤特征性的12q13-15区域的扩增（包含MDM2和CDK4基因）[1]，可以通过FISH来检测，非常实用。

当一种肉瘤含有大量非肿瘤细胞成分的时候，不建议使用FISH。例如动脉瘤样骨囊肿，虽然USP6的重排比例很大，但只限于肿瘤细胞（文献中比例为7%~82%），而镜下这类肿瘤中富含多核巨细胞，因此做