重医一院肿瘤科副主任医师，副教授，医学博士，硕士研究生导师；
中国抗癌协会脑胶质瘤专业委员会西南学组委员
中国抗癌协会神经肿瘤专业委员会脑转移学组委员
中国医药教育协会神经肿瘤专业委员会委员
重庆市医师协会脑胶质瘤专业委员会常委
中国抗癌协会委员西部放射治疗协会妇科肿瘤放射治疗专业委员会委员
作为项目负责人主持多项省市级课题，已在国内外重要学术刊物上发表包括SCI在内的科研论文40余篇，参编多部国家级出版社出版著作及教材
研究背景
IDH突变的弥漫性胶质瘤具有异质性，需要一种能够改善患者预后的治疗方法。PI3K/AKT/mTOR信号通路的激活可以促进疾病进展，并且该通路的相关抑制剂对胶质瘤具有潜在的治疗作用。然而，该通路在 IDH 突变胶质瘤中的活性尚不清楚，并且评估临床样本活性的方法也非常有限。
研究方法
在132例IDH突变的弥漫性胶质瘤(91例星形细胞瘤和41例1p/19q共缺失的少突胶质细胞瘤)的回顾性队列研究中，使用针对PI3K/AKT/mTOR通路成员的磷酸化特异性抗体PRAS40、RPS6和4EBP1，和肿瘤特异性抗IDH1 R132H，通过定量多重免疫谱分析评估PI3K/AKT/mTOR信号通路活性。
研究发现其表达水平与通路内在基因的基因组评估相关，并使用单因素和多因素COX比例风险回归模型评估其与预后的关系。
研究结果
PI3K/AKT/mTOR通路肿瘤特异性活性的方法的开发和验证
为了评估PI3K/AKT/mTOR信号通路在IDH突变胶质瘤中的活性，本研究开发并验证了一种用于福尔马林固定、石蜡包埋(FFPE)肿瘤组织的定量多重免疫谱分析(图A)。
每个肿瘤都使用一组抗体进行评估，这些抗体允许评估表达IDH1 r132h突变蛋白和p-PRAS40 (Thr246)、p-RPS6 (Ser240/244)和p-4EBP1 (Thr37/46)三种磷酸化蛋白的肿瘤细胞(图B和C)。
患者队列的特征和分析
该回顾研究包括132例 WHO 2021 CNS诊断标准的IDH突变弥漫性胶质瘤患者的肿瘤组织，包括：星形细胞瘤2级(n = 39)；星形细胞瘤3级(n = 35)；星形细胞瘤4级(n = 17)；少突胶质细胞瘤，1p/19q共缺失,2级(n = 27)；少突胶质细胞瘤，1p/19q共缺失，3级(n = 14)。
共对60例患者肿瘤进行了基因组评估，其中所有(27/27)低级别星形细胞瘤中均无CDKN2A/B纯合缺失。
与基因组分析预测的结果相比，在IDH 突变的弥漫性胶质瘤中发现 PI3K/AKT/mTOR 信号通路活性的频率更高
为了比较磷酸化蛋白评估预测的PI3K/AKT/mTOR信号通路活性与基因组分析预测的PI3K/AKT/mTOR信号通路活性，本研究利用现有的基因组数据评估了60例患者的肿瘤细胞特异性磷酸化蛋白表达水平。
包括44例星形细胞瘤、IDH突变型[CNS WHO 2级(n = 1 2)、3级(n = 15)和4级(n = 1 7)]和16例少突胶质细胞瘤、IDH突变型和1p/19q共缺失型[CNS WHO 2级(n = 9)和3级(n = 7)]。
共分析了22个与肿瘤中PI3K/AKT/mTOR信号通路相关的基因(如图↓)。
在IDH突变的弥漫性胶质瘤中，21.7%(13/60)的突变或拷贝数改变被预测可激活PI3K/AKT/mTOR信号通路（如图↑)。
其余47例肿瘤缺乏所预测的基因组改变，无法驱动该通路，然而磷酸化蛋白评估显示，51.1%的PI3K/AKT/mTOR信号通路活跃(24/47)。
因此，总的来说，56.6% (34/60)IDH突变的弥漫性胶质瘤表现出功能活跃的PI3K/AKT/mTOR信号。
通过多重免疫谱分析，与非活性肿瘤相比，PI3K/AKT/mTOR信号通路活性的肿瘤PI3K/AKT/mTOR信号通路内固有的磷酸化蛋白水平增加，磷酸化AKT (Ser473) (P= 0.08)和磷酸化mTOR (Ser2448) (P=0.008)，磷酸化-GSK-3β(Ser9) (P=0.095)呈增加趋势。
以上数据表明，PI3K/AKT/mTOR信号通路通常在IDH突变的弥漫性胶质瘤中被激活，提示通过评估磷酸化蛋白表达水平可能显著增强，从而对具有活跃信号的肿瘤进行识别。
在IDH突变的低级别胶质瘤中，PI3K/AKT/mTOR信号活性随着肿瘤级别的增加而增加
为了评估整个队列中PI3K/AKT/mTOR信号通路活性，并观察通路活性与肿瘤分级的关系，本研究测定了132例IDH突变的弥漫性胶质瘤的磷酸化蛋白水平。
总体而言，43.9%(58/132)的IDH突变弥漫性胶质瘤具有活跃的PI3K/AKT/mTOR信号，其中WHO 2级24.2% (16/66)，WHO 3级65.3% (32/49)，WHO 4级肿瘤58.8%(10/17)。从WHO 2级到WHO 3级胶质瘤，三种磷酸化蛋白的肿瘤特异性表达均有增加(如图↓)。
为了更好地理解PI3K/AKT/mTOR信号通路活性在特定患者中如何随时间变化，本研究检查了来自两个IDH突变星形细胞瘤患者的匹配肿瘤组织。
分析了6例配对病例，其中5例为WHO 2级肿瘤，1例为WHO 3级肿瘤。复发时p-RPS6和p-4EBP1的平均肿瘤细胞特异性表达均增加(P=0.03和P=0.04)，如下图↓。
IDH突变型弥漫性胶质瘤中PI3K/AKT/mTOR信号的性别二态性
包括PI3K/AKT/mTOR在内的肿瘤分子特征和信号通路可能存在性别二态性。为了在我们的队列中检验这一点，本研究比较了男性和女性低级别IDH突变型胶质瘤中的肿瘤特异性磷酸化蛋白的表达(如图↓)。
比较了p-RPS6的表达分布，发现男性患者p-RPS6表达方差增加(图A；P=0.0001)。比较各磷酸化蛋白的平均表达量，男性p-RPS6和p-4EBP1的表达量明显高于女性(图A和B)。p-PRAS40在男性和女性中的表达相似(图C)。
在肿瘤分子亚型中，也观察到类似的趋势，男性患者中p-RPS6表达的方差增加(星形细胞瘤P=0.0082，少突胶质细胞瘤P=0.0206)。
尽管PI3K/AKT/mTOR信号活性存在性别二态性，但回归分析中对磷酸化蛋白表达进行建模时，WHO等级仍然是一个显著的预测因子。
PI3K/AKT/mTOR信号通路活性和预后
WHO 2级弥漫性胶质瘤患者的预后是不一致的。为了确定PI3K/AKT/mTOR信号通路的活性是否与低级别弥漫性胶质瘤的预后相关，本研究首先分别考虑了p-PRAS40、p-RPS6和p-4EBP1表达与预后的关系。
尽管总体生存数据有限，WHO 2级弥漫性胶质瘤的中位无进展生存期(PFS)为4.5年(n = 53, 95% CI：2.4-7.2)。这些数据与现有文献中低级别弥漫性胶质瘤的中位生存期一致。p-PRAS40、p-RPS6 和p-4EBP1的高表达均与PFS降低相关(如图↓)。
肿瘤分子亚型分析显示，p-RPS6和p-PRAS40在星形细胞瘤、IDH突变(P=0.0656和P=0.0799)和少突胶质细胞瘤、IDH突变和1p/19q共缺失(P=0.0648和P=0.0799)中也有相似的趋势。
校正年龄和分子亚型后，COX回归分析证实较高的p-RPS6仍是PFS降低的危险因素(多变量COXPH, P < 0.005, HR = 2.84, 95% CI = 1.29–6.23)。
研究意义
IDH突变型弥漫性胶质瘤以其异质性和随时间进展的特性而被关注，因此需要改进治疗方法对患者进行分层。PI3K/AKT/mTOR信号通路是细胞重要的生长调节通路，也是弥漫性胶质瘤恶性进展的机制之一。研究发现PI3K/AKT/mTOR信号通路在低级别肿瘤的一个重要亚群中活性增加，该亚群缺乏可能驱动该通路的基因改变。PI3K/AKT/mTOR信号通路活性与胶质瘤进展相关，在WHO 2级肿瘤中与较短的PFS相关。本研究强调了IDH突变胶质瘤信号通路活性的蛋白质组学评估其作为识别相关致癌途径的一种手段的价值，并有可能作为侵袭性疾病的生物标志物。
Mohamed E, Kumar A, Zhang Y, et al.PI3K/AKT/mTOR signaling pathway activity in IDH-mutant diffuse glioma and clinical implications. Neuro Oncol. 2022 Sep 1;24(9):1471-1481.
Expire 2024/04/26
排版编辑：肿瘤资讯-CYX
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