Innovative Technologies in Pediatric Neuro-Oncology

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

At the present time pediatric neuro-oncology develops rapidly mostly due to the deep understanding of etiology and pathogenesis of the brain tumors in children, widespread introduction of molecular genetic technologies into diagnostic workflow and emergence of targeted therapeutic agents directing to the neoplastic cells. Many tumor entities undistinguishable at the level of histopathology were classified by the molecular techniques and now present as unique disorders. Clinical heterogeneity unraveled by molecular classification is a basis for modern risk stratification approaches. Variety of new tumor entities were discovered only because of implementation of advanced molecular diagnostics, which led to identification of the recurrent genetic aberration in neuroepithelial tumors with BCOR and PATZ1 genes alteration, intracranial mesenchymal tumors with FET-CREB rearrangements. The discovery of the targetable molecular drivers in gliomas allows the introduction of targeted therapies to the pediatric neuro-oncology with high results unreachable by other methods. In the current article we describe the experience of D. Rogachev National Medical Research Center in molecular diagnostics of pediatric brain tumors and targeted therapy in patients with different types of gliomas.

Full Text

Введение

Опухоли центральной нервной системы (ЦНС) — самые распространенные солидные опухоли у детей, занимающие второе место в структуре детских опухолей после лейкозов. На протяжении нескольких десятилетий подходы к диагностике и терапии данных заболеваний не менялись, результаты терапии в большинстве случаев были неудовлетворительными и сопряжены с высоким риском развития тяжелых осложнений в связи с использованием высоких доз лучевой и химиотерапии. Успехи в изучении молекулярных свойств опухолей позволили значительно изменить тактику ведения пациентов с опухолями ЦНС и улучшить результаты лечения.

Молекулярно-генетическая диагностика в детской нейроонкологии направлена на выявление высокоспецифичных диагностических маркеров, прогностических факторов, определяющих агрессивность клинического течения опухоли, а также мишеней для молекулярно-направленной (таргетной) терапии. Принимая во внимание исключительно сложный гистогенез ЦНС и, соответственно, множество вариантов опухолей, происходящих из нервной ткани, в настоящее время «классический» подход к диагностике опухолей головного и спинного мозга, основанный на морфологических характеристиках, становится малоприменимым. Ему на смену приходит комбинированный гистомолекулярный подход, который, наряду с морфологическим исследованием опухоли, предполагает проведение молекулярно-генетических исследований для поиска специфических маркеров и верификации диагноза. Данная стратегия была реализована в 5-й редакции классификации опухолей ЦНС Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), которая предусматривает постановку интегрированного многоуровневого гистомолекулярного диагноза [1]. В статье рассматриваются результаты научно-исследовательского проекта «Молекулярная диагностика в детской нейроонкологии и жидкостные биопсии», проводимого в НМИЦ ДГОИ им. Д. Рогачева с 2017 г. по настоящее время при поддержке благотворительного фонда «Наука — детям». Исследование было одобрено экспертным советом по направлению «Онкология», независимым этическим комитетом и Ученым советом НМИЦ ДГОИ им. Д. Рогачева. Добровольное информированное согласие родителей или законных представителей несовершеннолетних пациентов на участие в исследовании было получено во всех случаях.

Эмбриональные опухоли ЦНС

Медуллобластома — наиболее распространенная злокачественная опухоль головного мозга у детей, подразделяющаяся на четыре клинически значимые молекулярно-генетические группы, которые являются самостоятельными нозологическими формами. Морфологическое строение опухолей, относящихся к разным группам, идентично, тогда как клиническое течение принципиально различается. Именно установление генетической гетерогенности медуллобластом послужило стимулом для молекулярной классификации многих других опухолей ЦНС (астроцитарных глиом, эпендимом и пинеобластом) [2–4]. На сегодняшний день основными методами определения молекулярной группы медуллобластом являются анализ экспрессии генов и изучение профиля метилирования ДНК. Последний позволяет выделить 15 различных подгрупп медуллобластомы, клиническая значимость которых пока однозначно не определена [5]. Реализованный в НМИЦ ДГОИ им. Д. Рогачева подход к диагностике медуллобластом предполагает таргетное экспрессионное профилирование, которое в сочетании с анализом вариантов в гене TP53 с помощью высокопроизводительного секвенирования позволяет верифицировать интегральный диагноз в соответствии с критериями классификации ВОЗ.

Молекулярные группы медуллобластомы характеризуются активацией онкогенных сигнальных путей WNT, SHH, что дает название двум соответствующим группам. Опухоли групп 3 и 4 (не-WNT/не-SHH) в своем патогенезе задействуют многочисленные онкогенные каскады, выделить доминирующий среди которых невозможно (рис. 1, A). Медуллобластомы группы WNT отличаются благоприятным клиническим течением, группы 3, напротив, крайне агрессивны. Прогноз у пациентов с медуллобластомами групп SHH и 4 промежуточный и зависит от наличия дополнительных молекулярных маркеров — мутаций в гене TP53, амплификации MYCN (рис. 1, Б). Выделение групп медуллобластом принципиально важно с точки зрения выбора интенсивности лечения: прогностически благоприятные медуллобластомы групп WNT и младенческие SHH требуют редукции интенсивности терапии, в то время как пациенты с неблагоприятными опухолями группы 3 (с наличием амплификации гена MYCN) могут выиграть от модификации режима лучевой терапии и сочетанного химиолучевого лечения [6].

 

Рис. 1. А — неконтролируемая иерархическая кластеризация образцов опухолей на основании таргетного профилирования экспрессии генов позволяет выделить медуллобластомы групп WNT (фиолетовый кластер), SHH (красный кластер), группа 3 (желтый кластер), группа 4 (зеленый кластер) и HG-NET BCOR (серый кластер); Б — бессобытийная выживаемость больных медуллобластомой различных молекулярных групп (WNT — синяя кривая, SHH — красная кривая, группа 3 — желтая кривая, группа 4 — зеленая кривая). Метод исследования — экспрессионное профилирование NanoString, n = 195

 

Одновременная амбивалентная активация сигнальных путей WNT и SHH характерна для опухоли, имеющей морфологическое сходство с медуллобластомой, но отличающейся локализацией, агрессивностью клинического течения и молекулярным драйвером, — нейроэпителиальной опухоли с внутренней тандемной дупликацией в гене BCOR (HG-NET BCOR) (см. рис. 1, А).

Данная опухоль чрезвычайно редка, описанные наблюдения свидетельствуют о возникновении заболевания у детей младше пяти лет. Поражаются полушария головного мозга и мозжечка [7]. По данным нейровизуализации обычно опухоль имеет крупные размеры, расположена поверхностно, может быть связана с мозговыми оболочками, имеет четкие границы без перифокального отека. HG-NET BCOR имеет специфический иммунофенотип (характерная яркая ядерная экспрессия BCOR), профиль метилирования ДНК и молекулярный маркер (внутренняя тандемная дупликация в 15-м экзоне гена BCOR — BCOR ITD). Идентичность драйверного события определяет общий молекулярный патогенез HG-NET BCOR с саркомой мягких тканей и костей с аберрацией гена BCOR и светлоклеточной саркомой почки.

Среди пациентов НМИЦ ДГОИ им. Д. Рогачева было выявлено 8 случаев HG-NET BCOR, первоначально интерпретированных как медуллобластома (n = 6, опухоли инфратенториальной локализации) и эмбриональная опухоль ЦНС (n = 2, опухоли супратенториальной локализации). Во всех случаях определялась одновременная активация сигнальных путей WNT и SHH, а также был выявлен патогномоничный молекулярный маркер BCOR ITD. При иммуногистохимическом исследовании во всех случаях были отмечены яркая цитоплазматическая экспрессия Vimentin, выраженная ядерная экспрессия BCOR, TLE-1, тотальная мембранная экспрессия CD99, а также ядерная экспрессия SATB2, степень интенсивности которой варьировала от случая к случаю.

В настоящий момент стандартов терапии пациентов с HG-NET BCOR не существует. После удаления опухоли различные исследовательские группы применяют лучевую терапию и/или высокоинтенсивные режимы химиотерапии, используемые при лечении эмбриональных опухолей [8]. Для данного заболевания характерен неблагоприятный прогноз — 5 из 8 пациентов в нашей когорте развили рецидив или прогрессию опухоли. При этом у 3 пациентов сохраняется ремиссия заболевания после проведения комбинированной интенсивной химио- и лучевой терапии.

Нейроэпителиальные и мезенхимальные опухоли центральной нервной системы

Исключительно редкая опухоль ЦНС, которую невозможно верифицировать без проведения молекулярно-генетических исследований, — нейроэпителиальная опухоль с перестройкой гена PATZ1 (NET-PATZ1). В настоящее время в мировой литературе представлены единичные наблюдения пациентов с данным заболеванием. В практике НМИЦ ДГОИ им. Д. Рогачева встретились 3 случая больных NET-PATZ1. Во всех случаях морфологические диагнозы были разными: анапластическая эпендимома, астроцитома высокой степени злокачественности, анапластическая плеоморфная ксантоастроцитома. Проведение молекулярно-генетического исследования позволило выявить специфический профиль метилирования ДНК, а также обнаружить рекуррентный химерный транскрипт MN1::PATZ1, являющийся высокоспецифическим маркером данного типа опухоли. Следует отметить, что NET-PATZ1 имеют неспецифический иммунофенотип, соответствующий астроцитарным или эпендимарным опухолям (клетки позитивны к GFAP, S100, EMA, Synaptophysin), и расположение клеточных элементов, более характерное для эпендимом с формированием периваскулярных псевдорозеток. При этом исследование ультраструктуры опухоли позволило выявить рыхлое расположение опухолевых клеток в обильном коллагеновом матриксе (в том числе в гиперклеточных периваскулярных регионах), в большей степени характерное для мягкотканных сарком (рис. 2).

 

Рис. 2. Нейроэпителиальная опухоль с перестройкой гена PATZ1. A — окрашивание гематоксилин-эозином (×100): отмечается компактное расположение овоидных опухолевых клеток с формированием периваскулярных псевдорозеток; Б — диффузная экспрессия GFAP (×200), точечная экспрессия EMA (×100, врезка); В — просвечивающая электронная микроскопия выявила рыхлое расположение клеток, обильную строму, богатую фибриллярными белками, и отсутствие межклеточных контактов (×3000); Г — схематическое изображение выявленного с помощью высокопроизводительного секвенирования РНК химерного транскрипта MN1::PATZ1. В качестве референсных транскриптов использованы ENST00000302326.5 и ENST00000266269.10 для генов MN1 и PATZ1 соответственно

 

Клиническое течение NET-PATZ1 остается мало- изученным: 2 описываемых пациента находятся в полной продолжающейся ремиссии после тотального удаления опухоли и курса протонной лучевой терапии на ложе удаленной опухоли. У 1 пациентки, не получившей лучевую терапию по причине раннего возраста (манифестация заболевания — в 12 мес), заболевание носит рецидивирующий характер, несмотря на проведение химиотерапии [9].

Интракраниальные мезенхимальные опухоли разделяют признаки как нейроэпителиальных опухолей, так и сарком мягких тканей. К данной группе относятся типичные саркомы (саркома Юинга, саркома с перестройкой гена CIC), локализующиеся в веществе головного мозга, с наличием или отсутствием связи с мозговыми оболочками, а также опухоли, поражающие исключительно головной мозг, — интракраниальная мезенхимальная опухоль с перестройкой FET-CREB и первичная интракраниальная саркома с мутацией в гене DICER1. Как следует из названия нозологических форм, выявление специфического молекулярно-генетического маркера — обязательное условие верификации данных диагнозов [1].

Мезенхимальные опухоли ЦНС, как и нейроэпителиальные опухоли, являются исключительно редкими формами новообразований. Интракраниальная мезенхимальная опухоль с перестройкой FET-CREB характеризуется наличием специфической транслокации, приводящей к формированию химерной конструкции с участием одного из генов семейства FET (EWSR1 или FUS) с геном семейства CREB (ATF1, CREB1 и CREM). В НМИЦ ДГОИ им. Д. Рогачева проходили лечение 2 пациента с данным типом опухоли. Примечательно, что оба пациента, несмотря на различную локализацию опухоли (полушария и ствол головного мозга), имели схожие симптомы заболевания, включающие пирексию и артериальную гипертензию. В обоих случаях морфологическая картина опухоли (короткие пучки из овоидных и веретеновидных клеток с ядрами овоидной формы и слабоэозинофильной цитоплазмой, с низкой митотической активностью и отсутствием некрозов, строма с неравномерным распределением коллагена и участками миксоматоза, скудный реактивный фон из лимфоцитов и гистиоцитов) и иммунофенотип (экспрессия Vimentin, INI1, Desmin, CD99, CD68, EMA) были неспецифичны. Анализ профиля метилирования ДНК также не позволил выявить соответствие опухолей одному из известных метиляционных классов, и только проведение секвенирования РНК дало возможность выявить в обоих случаях идентичный химерный транскрипт EWSR1::CREB1 и верифицировать диагноз интракраниальной мезенхимальной опухоли с перестройкой FET-CREB. Как и в случае описываемых ранее редких опухолей ЦНС, общепринятых рекомендаций по лечению мезенхимальных опухолей ЦНС нет, однако в зарубежной литературе имеется описание клинических случаев с благоприятным исходом только после проведения радикального удаления опухоли без последующей химиолучевой терапии [10]. В нашем случае один из описываемых пациентов находится под наблюдением после радикального удаления опухоли без признаков рецидива заболевания на протяжении 21 мес, второй пациент развил локальную прогрессию заболевания через 3 мес после субтотального удаления опухоли и находится в продолжающейся ремиссии после курса фотонной лучевой терапии (срок наблюдения — 19 мес).

Опухоли сосудистого сплетения головного мозга

Молекулярная и клиническая гетерогенность морфологически идентичных опухолей ЦНС, характерная для медуллобластом и эпендимом, отмечается и в других новообразованиях головного мозга. Так, сотрудниками НМИЦ ДГОИ им. Д. Рогачева было впервые продемонстрировано разделение карцином сосудистого сплетения головного мозга у детей на две уникальные группы, принципиально различающиеся по прогнозу. Карциномы сосудистого сплетения — агрессивные сосудистые опухоли, поражающие преимущественно боковые и третий желудочки головного мозга у детей раннего возраста. В течение длительного времени единственным фактором прогноза данных опухолей было наличие патогенных вариантов в гене TP53 [11]. Экспрессионное профилирование позволило выделить две группы карцином сосудистого сплетения: Ped_CPC1 и Ped_CPC2. Последняя отличалась гиперэкспрессией большого количества генов, принадлежащих к различным сигнальным путям, таким как передача сигналов интерлейкинами 4 и 13, путь фосфатидилинозитол-3 киназы и каскад RAS/MAPK (рис. 3), и значимо лучшей выживаемостью пациентов (рис. 4). Данные сравнительной геномной гибридизации позволили идентифицировать группу опухолей, имеющих гиподиплоидный кариотип с комплексными хромосомными аберрациями, которые характеризовались наличием мутаций в гене TP53 и принадлежностью к неблагоприятной экспрессионной группе Ped_CPC1 (см. рис. 4) [12].

 

Рис. 3. Неконтролируемая иерархическая кластеризация образцов карцином сосудистого сплетения головного мозга у детей на основании таргетного профилирования экспрессии генов позволяет выделить две группы Ped_CPC1 (красный кластер) и Ped_CPC2 (синий кластер). Черные прямоугольники соответствуют случаям с наличием мутаций в гене TP53 (сплошная заливка круга — герминальная мутация, контур круга — соматическая мутация, × — статус мутации неизвестен). Метод исследования — экспрессионное профилирование NanoString, n = 20

 

Рис. 4. Влияние статуса гена TP53, кариотипа и экспрессионной группы на общую и бессобытийную выживаемость пациентов детского возраста с карциномами сосудистого сплетения головного мозга

 

Астроцитарные глиомы

Изучение биологических свойств опухолей головного мозга позволило выявить драйверные события, которые являются мишенями для молекулярно-направленной терапии. Это открыло эру персонифицированного лечения в детской нейроонкологии. Основная область применения таргетной терапии в детской нейроонкологии — глиальные опухоли, которые являются самой распространенной группой опухолей ЦНС у детей и подразделяются на глиомы низкой и высокой степеней злокачественности. Несмотря на то что общая выживаемость пациентов с глиомами низкой степени злокачественности (ГНСЗ) относительно высока, опухоли, которые локализуются в срединных структурах головного мозга, склонны к многократному рецидивированию, показатели выживаемости без прогрессии у данной группы пациентов составляют всего лишь 35–45%. Важно подчеркнуть, что на протяжении последних 20 лет подходы к химиотерапии ГНСЗ не менялись, при этом большинству пациентов с опухолями срединной локализации требовалось проведение нескольких этапов химиотерапии, лучевой терапии и повторных оперативных вмешательств по причине многократных прогрессий заболевания. Данный подход не позволял добиться излечения пациентов, однако приводил к значительной инвалидизации и снижению качества жизни данных больных. Кроме того, ГНСЗ срединной локализации у детей младшего возраста характеризуются крайне агрессивным биологическим поведением и рефрактерностью к химиотерапии, что приводит к низким показателям общей выживаемости по сравнению с пациентами с ГНСЗ более старшего возраста.

Глиомы высокой степени злокачественности (ГВСЗ) отличаются крайне неблагоприятным прогнозом и низкими показателями выживаемости, несмотря на современное лечение. Успехи в изучении молекулярного патогенеза глиальных опухолей привели к обнаружению ключевых механизмов возникновения и развития опухоли, которые поддаются фармакологическому воздействию. Внедрение молекулярно-направленной (таргетной) терапии в детскую нейроонкологию открыло новые возможности лечения данных пациентов.

В основе патогенеза большинства ГНСЗ лежит патологическая активация сигнального пути RAS-RAF-MEK. Наиболее распространенным активирующим генетическим событием является дупликация хромосомного региона 7q34, встречающаяся в 50–60% случаев и сопровождающаяся образованием химерного гена KIAA1549::BRAF. Реже в ГНСЗ встречаются активирующие миссенс-мутации в гене BRAF (до 20%) и химерные транскрипты с участием генов non-BRAF протеинкиназ [13, 14]. Стоит отметить, что перечисленные молекулярные аберрации могут рассматриваться как мишени для таргетной терапии. Молекулярный патогенез ГВСЗ значительно более сложный, и фармакологически ингибируемые драйверные события встречаются крайне редко. Исключение составляют анапластические плеоморфные ксантоастроцитомы (АПКА), среди которых мутация BRAF V600E встречается в подавляющем большинстве случаев, а также недавно охарактеризованная группа инфантильных полушарных глиом с высокой частотой встречаемости перестроек генов ALK, ROS1 и NTRK1/2/3 [15].

Учитывая возможность фармакологической блокады онкогенного сигнального пути, доминирующего в патогенезе астроцитарных глиом, использование таргетной терапии представляется перспективным и анализируется в различных международных клинических исследованиях. В настоящее время в мировой литературе представлены единичные клинические исследования, а также отдельные случаи, демонстрирующие эффективность таргетной терапии у пациентов с глиомами различной степени злокачественности при наличии молекулярной мишени [16–18].

В НМИЦ ДГОИ им. Д. Рогачева таргетная терапия была назначена 75 пациентам с глиальными опухолями различной степени злокачественности (ГНСЗ — 67, ГВСЗ — 8) различной локализации (хиазмально-селлярная область — 34, полушария головного мозга — 14, ствол головного мозга — 15, подкорковые узлы — 6, диффузное поражение вещества головного мозга — 5, спинной мозг — 1). Медиана возраста на момент постановки диагноза составила 3,8 года (0–15,5). Назначение таргетной терапии осуществлялось в случае развития прогрессии заболевания исключительно на основании выявленного молекулярного маркера. Медиана возраста на момент начала таргетной терапии составила 3,8 года (0,2–17,0), медиана длительности таргетной терапии — 1,5 года. Всем пациентам проводились пересмотр гистологических препаратов и исчерпывающее молекулярно-генетическое исследование в НМИЦ ДГОИ им. Д. Рогачева. Молекулярно-генетическое исследование проводилось согласно разработанному алгоритму и включало анализ наиболее частных химерных транскриптов методом ПЦР в режиме реального времени с обратной транскрипцией, мутационный анализ с помощью аллель-специфической ПЦР и таргетного высокопроизводительного секвенирования ДНК, а также секвенирования РНК для поиска редких химерных транскриптов.

Основным молекулярно-генетическим драйвером и мишенью для таргетной терапии у пациентов с ГНСЗ был химерный транскрипт KIAA1549::BRAF, выявленный у 44 пациентов c ГНСЗ. Миссенс-мутация BRAF V600E определялась у 23 пациентов с ГНСЗ и у 3 пациентов c АПКА, являющейся ГВСЗ. Среди пациентов с ГВСЗ таргетируемые молекулярные аберрации встречаются крайне редко, однако в нашу когорту было включено 5 пациентов раннего возраста с ГВСЗ полушарной локализации, которые имели перестройки генов рецепторных тирозинкиназ (ROS1-4, NTRK3-1), являющихся мишенями для таргетной терапии, которая назначалась при наличии рефрактерного к стандартной терапии течения опухоли, прогрессировании на фоне стандартной терапии или динамического наблюдения.

44 пациента с наличием химерного транскрипта KIAA1549::BRAF получали терапию MEK-ингибитором траметинибом в монорежиме, 20 пациентов с мутацией BRAF V600E — комбинацию BRAF- и MEK-ингибиторов (дабрафениб и траметиниб), 6 пациентов с BRAF V600E — монотерапию вемурафенибом, 5 пациентов с перестройками NTRK3 и ROS1 — терапию NTRK/ALK/ROS1 ингибитором энтректинибом. Медиана длительности таргетной терапии составила 12 мес.

В целом переносимость таргетной терапии BRAF- и MEK-ингибиторами была удовлетворительной. Серьезные нежелательные явления терапии, выявленные на фоне монотерапии траметинибом у детей младшего возраста, включали поражение слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта и мочевыводящих путей у 4 пациентов, а также повреждение кожи у 3 больных. Серьезные нежелательные явления на фоне терапии энтректинибом были выявлены у 2 пациентов и включали перелом позвонка в одном случае и снижение фракции выброса левого желудочка в другом.

У большинства пациентов с перестройками гена BRAF отмечался выраженный положительный эффект терапии: полный ответ — у 4 пациентов, частичный ответ — у 19 пациентов, малый частичный ответ — у 6 пациентов, стабилизация болезни — у 41 пациента (рис. 5, 6). Прогрессия болезни на фоне монотерапии траметинибом была выявлена у 4 пациентов, при этом у 2 из них изначально отмечалось диффузное лептоменингеальное распространение опухоли. Стоит отметить, что редукция дозы препарата и кратковременные перерывы в терапии траметинибом в связи с развитием токсичности у 4 пациентов также приводили к развитию прогрессии болезни, однако возобновление терапии в полной дозе влекло полное восстановление ответа во всех случаях. Среди пациентов с ГВСЗ, получавших терапию энтректинибом, инициально был зафиксирован ответ во всех 5 случаях, однако у 2 пациентов с ROS1-позитивными опухолями развилась прогрессия заболевания через 3 и 8 мес соответственно. При этом у одного из этих пациентов была выявлена мутация резистентности ROS1 G2032R, и этот пациент погиб от прогрессии заболевания. Второму пациенту был назначен ингибитор рецепторных тирозинкиназ второго поколения (лорлатиниб), и уже на ранних сроках терапии была зафиксирована положительная динамика в виде значимого сокращения размеров опухоли.

 

Рис. 5. Лучший ответ опухоли на фоне терапии BRAF-ингибиторами и BRAF/MEK-ингибиторами у пациентов с глиомами с наличием мутации BRAF V600E. Оценка ответа по данным магнитно-резонансной томографии головного мозга, n = 24

 

Рис. 6. Лучший ответ опухоли на фоне монотерапии MEK-ингибитором у пациентов с глиомами низкой степени злокачественности с наличием химерного транскрипта KIAA1549::BRAF. Оценка ответа по данным магнитно-резонансной томографии головного мозга, n = 41

 

Таргетная терапия глиальных опухолей — эффективная альтернатива современным методам лечения глиом. В ряде случаев назначение таргетной терапии является единственной возможностью спасения жизни пациента.

Жидкостные биопсии в диагностике глиальных опухолей

В подавляющем большинстве случаев материалом для молекулярно-генетического исследования выступает ткань опухоли, полученная при проведении биопсии или удалении опухоли и являющаяся источником нуклеиновых кислот. Однако опухолевые поражения срединных отделов головного мозга, в частности ствола головного мозга, зачастую труднодоступны для стандартной биопсии по причине близости от жизненно важных нервных структур. В подобных случаях исчерпывающая информация о молекулярно-генетических характеристиках опухоли может быть получена при анализе свободноциркулирующих опухолевых нуклеиновых кислот. Было продемонстрировано, что цереброспинальная жидкость выступает оптимальным материалом для выявления молекулярных маркеров опухолей ЦНС, превосходящим периферическую кровь по уровню информативности. На основании проведенного исследования, включающего 16 пациентов с диффузной срединной глиомой и 57 больных другими опухолями ЦНС, был разработан диагностический алгоритм, позволяющий верифицировать диффузную срединную глиому с мутацией в гене H3F3A на основании выявления патогномоничного маркера в ликворе, не прибегая к стандартной хирургической биопсии (рис. 7) [19]. Кроме того, данный подход показал свою применимость у пациентов с массивными ГНСЗ хиазмально-селлярной области и HG-NET BCOR на основании выявления в цереброспинальной жидкости мутации BRAF V600E и BCOR ITD соответственно.

 

Рис. 7. Процедура выявления диагностических маркеров срединных опухолей головного мозга в цереброспинальной жидкости, позволяющая сформулировать интегральный диагноз за 7 ч

 

Заключение

В последнее время детская нейроонкология переживает бурное развитие за счет внедрения молекулярно-генетических исследований в рутинный диагностический процесс. Это позволяет устанавливать интегральный гистомолекулярный диагноз и назначать своевременную высокоэффективную терапию.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Благотворительный фонд «Наука — детям».

Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

Участие авторов. Г.А. Новичкова — участие в сборе, анализе, систематизации материала и написании текста статьи; Л.И. Папуша — участие в сборе, анализе, систематизации материала и написании текста статьи; А.Е. Друй — участие в сборе, анализе, систематизации материала и написании текста статьи. Все авторы статьи внесли существенный вклад в организацию и проведение исследования, прочли и одобрили окончательную версию статьи перед публикацией.

×

About the authors

Galina A. Novichkova

D. Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology

Author for correspondence.
Email: gnovichkova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2322-5734
SPIN-code: 7890-1419

д.м.н., профессор

Россия, Moscow

Ludmila I. Papusha

D. Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology

Email: ludmila.mur@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7750-5216

MD, PhD

Россия, Moscow

Alexander E. Druy

D. Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology

Email: Dr-Drui@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1308-8622
SPIN-code: 9072-9427

MD, PhD

Россия, Moscow

References

  1. WHO Classification of Tumours Editorial Board. World Health Organization Classification of Tumours of the Central Nervous System. 5th ed. Lyon: International Agency for Research on Cancer; 2021.
  2. Taylor MD, Northcott PA, Korshunov A, et al. Molecular subgroups of medulloblastoma: the current consensus. Acta Neuropathol. 2012;123(4):465–472. doi: https://doi.org/10.1007/s00401-011-0922-z
  3. Pajtler KW, Mack SC, Ramaswamy V, et al. The current consensus on the clinical management of intracranial ependymoma and its distinct molecular variants. Acta Neuropathol. 2017;133(1):5–12. doi: https://doi.org/10.1007/s00401-016-1643-0
  4. Liu APY, Li BK, Pfaff E, et al. Clinical and molecular heterogeneity of pineal parenchymal tumors: a consensus study. Acta Neuropathol. 2021;141(5):771–785. doi: https://doi.org/10.1007/s00401-021-02284-5
  5. Hovestadt V, Ayrault O, Swartling FJ, et al. Medulloblastomics revisited: biological and clinical insights from thousands of patients. Nat Rev Cancer. 2020;20(1):42–56. doi: https://doi.org/10.1038/s41568-019-0223-8
  6. Друй А., Папуша Л., Сальникова Е., и др. Молекулярно-биологические характеристики медуллобластомы и их прогностическое значение // Вопросы онкологии. — 2017. — Т. 63. — № 4. — С. 536–544. [Druy AE, Papusha LI, Salnikova EA, et al. Molecular-biological features of medulloblastoma and their prognostic significance. Voprosy Onkologii = Problems in Oncology. 2017;63(4):536–544. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.37469/0507-3758-2017-63-4-536-544
  7. Appay R, Macagno N, Padovani L, et al. HGNET-BCOR Tumors of the Cerebellum: Clinicopathologic and Molecular Characterization of 3 Cases. Am J Surg Pathol. 2017;41(9):1254–1260. doi: https://doi.org/10.1097/PAS.0000000000000866
  8. Ferris SP, Velazquez Vega J, Aboian M, et al. High-grade neuroepithelial tumor with BCOR exon 15 internal tandem duplication-a comprehensive clinical, radiographic, pathologic, and genomic analysis. Brain Pathol. 2020;30(1):46–62. doi: https://doi.org/10.1111/bpa.12747
  9. Zaytseva M, Papusha L, Panferova A, et al. Supratentorial tumor resembling anaplastic ependymoma in an adolescent. Brain Pathol. 2023;33(2):e13137. doi: https://doi.org/10.1111/bpa.13137
  10. Sloan EA, Gupta R, Koelsche C, et al. Intracranial mesenchymal tumors with FET-CREB fusion are composed of at least two epigenetic subgroups distinct from meningioma and extracranial sarcomas. Brain Pathol. 2022;32(4):e13037. doi: https://doi.org/10.1111/bpa.13037
  11. Tabori U, Shlien A, Baskin B, et al. TP53 alterations determine clinical subgroups and survival of patients with choroid plexus tumors. J Clin Oncol. 2010;28(12):1995–2001. doi: https://doi.org/10.1200/JCO.2009.26.8169
  12. Zaytseva M, Valiakhmetova A, Yasko L, et al. Molecular heterogeneity of pediatric choroid plexus carcinomas determines the distinctions in clinical course and prognosis. Neuro Oncol. 2023;25(6):1132–1145. doi: https://doi.org/10.1093/neuonc/noac274
  13. Папуша Л.И., Зайцева М.А., Панферова А.В., и др. Анализ молекулярно-генетических аберраций у пациентов с глиомами низкой степени злокачественности: опыт НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева // Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. — 2022. — Т. 21. — № 1. — С. 12–18. [Papusha LI, Zaytseva MA, Panferova AV, et al. Analysis of genetic aberrations in pediatric low-grade gliomas: the experience of the Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology. Pediatric Hematology = Oncology and Immunopathology. 2022;21(1):12–18. (In Russ.)] doi: 10.24287/1726-1708-2022-21-1-12-18' target='_blank'>https://doi.org/doi: 10.24287/1726-1708-2022-21-1-12-18
  14. Ryall S, Zapotocky M, Fukuoka K, et al. Integrated Molecular and Clinical Analysis of 1,000 Pediatric Low-Grade Gliomas. Cancer Cell. 2020;37(4):569–583.e5. doi: https://doi.org/10.1016/j.ccell.2020.03.011
  15. Guerreiro Stucklin AS, Ryall S, Fukuoka K, et al. Alterations in ALK/ROS1/NTRK/MET drive a group of infantile hemispheric gliomas. Nat Commun. 2019;10(1):4343. doi: https://doi.org/10.1038/s41467-019-12187-5
  16. Papusha L, Zaytseva M, Panferova A, et al. Two clinically distinct cases of infant hemispheric glioma carrying ZCCHC8:ROS1 fusion and responding to entrectinib. Neuro Oncol. 2022;24(6):1029–1031. doi: https://doi.org/10.1093/neuonc/noac026
  17. Desai AV, Robinson GW, Gauvain K, et al. Entrectinib in children and young adults with solid or primary CNS tumors harboring NTRK, ROS1, or ALK aberrations (STARTRK-NG). Neuro Oncol. 2022;24(10):1776–1789. doi: https://doi.org/10.1093/neuonc/noac087
  18. Selt F, van Tilburg CM, Bison B, et al. Response to trametinib treatment in progressive pediatric low-grade glioma patients. J Neurooncol. 2020;149(3):499–510. doi: https://doi.org/10.1007/s11060-020-03640-3
  19. Zaytseva M, Usman N, Salnikova E, et al. Methodological Challenges of Digital PCR Detection of the Histone H3 K27M Somatic Variant in Cerebrospinal Fluid. Pathol Oncol Res. 2022;28:1610024. doi: https://doi.org/10.3389/pore.2022.1610024

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig.1. A - uncontrolled hierarchical clustering of tumor samples based on targeted gene expression profiling allows us to identify medulloblastomas of the WNT (purple cluster), SHH (red cluster), group 3 (yellow cluster), group 4 (green cluster) and HG-NET BCOR (gray cluster) groups ); B - event-free survival of patients with medulloblastoma of various molecular groups (WNT - blue curve, SHH - red curve, group 3 - yellow curve, group 4 - green curve). Research method: NanoString expression profiling, n = 195

Download (215KB)
3. Fig.2. Neuroepithelial tumor with PATZ1 gene rearrangement. A — hematoxylin-eosin staining (×100): a compact arrangement of ovoid tumor cells with the formation of perivascular pseudorosettes is noted; B — diffuse expression of GFAP (×200), punctate expression of EMA (×100, inset); B, transmission electron microscopy revealed a loose arrangement of cells, abundant stroma rich in fibrillar proteins, and the absence of intercellular contacts (×3000); D — schematic representation of the chimeric transcript MN1::PATZ1 identified using high-throughput RNA sequencing. ENST00000302326.5 and ENST00000266269.10 were used as reference transcripts for the MN1 and PATZ1 genes, respectively

Download (749KB)
4. Fig.3. Uncontrolled hierarchical clustering of choroid plexus carcinoma samples from children based on targeted gene expression profiling allows us to identify two groups Ped_CPC1 (red cluster) and Ped_CPC2 (blue cluster). Black rectangles correspond to cases with the presence of mutations in the TP53 gene (solid circle fill - germinal mutation, circle outline - somatic mutation, × - mutation status unknown). Research method: NanoString expression profiling, n = 20

Download (269KB)
5. Fig.4. Impact of TP53 gene status, karyotype and expression group on overall and event-free survival of pediatric patients with choroid plexus carcinomas of the brain

Download (206KB)
6. Fig.5. Best tumor response during therapy with BRAF inhibitors and BRAF/MEK inhibitors in patients with gliomas with the presence of the BRAF V600E mutation. Response assessment based on magnetic resonance imaging of the brain, n = 24

Download (193KB)
7. Fig.6. Best tumor response during MEK inhibitor monotherapy in patients with low-grade gliomas with the presence of the chimeric KIAA1549::BRAF transcript. Response assessment based on magnetic resonance imaging of the brain, n = 41

Download (216KB)
8. Fig.7. A procedure for identifying diagnostic markers of midline brain tumors in cerebrospinal fluid, allowing to formulate an integral diagnosis within 7 hours

Download (217KB)

Copyright (c) 2023 "Paediatrician" Publishers LLC



This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies