摘要

骨肉瘤是一种青少年常见的恶性肿瘤，治疗方式以手术及化疗为主。随着对肿瘤驱动基因的不断深入认识，很多研究者都在积极探寻基因变异在骨肉瘤发生发展以及治疗中所发挥的作用。本研究通过对骨肉瘤患者进行测序，发现骨肉瘤患者携带致病/可能致病性突变的几率高达28%，主要为TP53, RB1, APC, MSH2及PALB2，其中一些基因可以匹配对应的靶向治疗药物，本研究结果为骨肉瘤生物学研究和治疗提供了新的方向，并敦促临床日常实践中要重视骨肉瘤基因突变的检测，给予对应的靶向治疗并可提早采取预防策略。

研究背景

骨肉瘤风险因素包括身高、出生体重较大、既往接受过放射治疗和患有肿瘤易感综合症（包括常染色体显性疾病[Li-Fraumeni综合症、遗传性视网膜母细胞瘤和Diamond-Blackfan贫血[和常染色体隐性疾病[主要是DNA解旋酶疾病，如Rothmund-Thomson综合症、Rapadlino综合症、Werner综合征和Bloom综合征]）。候选基因和全基因组关联研究表明，单核苷酸多态性与骨肉瘤相关，表明骨肉瘤的遗传病因极为复杂，且似乎更倾向于罕见突变。

既往研究显示，4%的30岁以下骨肉瘤患者虽无已知肿瘤家族史，但却携带已知的或极有可能与Li-Fraumeni综合征相关的TP53致病性胚系突变，6%患者携带罕见可能致病性TP53突变。对1162个肉瘤（包括124个骨肉瘤）的72个候选基因研究发现，217个肉瘤患者（18.7%）可检出常染色体隐性或显性基因的致病/可能致病性胚系突变，7%突变发生于常染色体显性基因。既往研究还显示，8%～10%儿童肿瘤患者携带一种已知肿瘤易感性基因的致病性胚系突变，儿童骨肉瘤中致病/可能致病性突变的发生频率在3/42例（7.1%）和7/39例（17.9%）之间。

研究方法

2014年4月21日至2017年9月1日，对来自10个中心的1244例骨肉瘤患者的DNA进行了全外显子组测序（n = 1104）或靶向测序（n = 140）。这些结果与来自4个中心的1062例无肿瘤个体的DNA进行比较（进行了全外显子组测序），并与ExAC数据库中确定的27173个非芬兰欧洲血统个体的DNA进行了比较。分析中评估了238个高度可能的肿瘤易感基因，并通过736个候选基因的检测确定肿瘤突变负荷。采用主成分分析确定732例欧洲骨肉瘤患者和994例欧洲非肿瘤患者，剔除异常值以进行患者-对照组比较，并将患者与ExAC组进行比较。所有数据分析时间为2017年6月1日至2019年7月1日。主要终点是罕见致病/可能致病性遗传突变的发生频率。

研究结果 

1244例骨肉瘤患者（平均[SD]诊断年龄16[8.9]岁[范围2-80岁]，684例[55.0%]为男性），仅限于欧洲血统个体的分析表明，与对照组相比，238个高度可能的肿瘤易感基因中，骨肉瘤患者携带更高的致病/可能致病性突变负荷（P = 1.3×10-18）。1004例骨肉瘤患者中281例（28.0%）发现了致病/可能致病性肿瘤易感基因突变，其中近3/4患者的突变基因发生于常染色体显性基因或是已知的骨肉瘤相关的肿瘤易感综合征基因。致病/可能致病性肿瘤易感基因突变在对照组1062例中有128例（12.1%），ExAC组27173例中有2527例（9.3%）。既往认为与骨肉瘤不相关的致病/可能致病性基因突变（如CDKN2A、MEN1、VHL、POT1、APC、MSH2和ATRX）以及Li-Fraumeni综合征相关基因TP53突变的发生频率高于预期。

图1  罕见胚系突变在肿瘤易感基因中的突变频率

A: 包括1004名发现组患者、10致病性/可能致病性62名对照组患者和27173名ExAC组患者

B：与ExAC组27173例相比，732名欧洲患者中致病性/可能致病性、破坏性或罕见基因变异的发生频率显著较高 (P < .0002)

图2 致病性/可能致病性基因变异的发生频率

图3 罕见致病性/可能致病性基因变异的发生频率

ADG：常染色体显性基因；CSG：肿瘤易感基因

讨论

本研究报告，28.0%骨肉瘤患者携带致病/可能致病性肿瘤易感基因突变，其中18.4%发生于常染色体显性基因，这一频率高于既往报道的任何其他儿童肿瘤。年纪更小的患者突变携带频率最高，0～10岁患者中24.5%携带常染色体显性基因的致病/可能致病性突变，另有25.4%患者携带常染色体显性肿瘤易感基因的意义不明突变，但计算机预测为致病突变。本研究证实了既往的观察性结果，即骨肉瘤患者中，TP53基因发生胚系致病/可能致病性突变与诊断年龄较小、中轴肿瘤位置和较差的生存相关。

既往报道认为，少部分骨肉瘤患者会发生常染色体显性肿瘤易感基因的致病/可能致病性突变，本研究也鉴定了RB1、APC、MSH2和PALB2基因的致病/可能致病性突变。本研究还报道了6.5%未经家族史选择的骨肉瘤患者携带与骨肉瘤相关的肿瘤易感综合征相关的基因突变。此外还发现了几个新的候选骨肉瘤易感基因，包括CDKN2A、MEN1、VHL、POT1、APC、MSH2和ATRX。其中致病/可能致病性CDKN2A突变在骨肉瘤患者中发生频率位居第二（1.2%），既往认为该基因与儿童肿瘤患者无关，与黑色素瘤和胰腺癌有关。CDKN2A上游150kb处的胚系突变与犬骨肉瘤的发生风险相关，CDKN2A缺失是人骨肉瘤的重要事件，4/6个骨肉瘤中观察到的CDKN2A致病/可能致病性突变（p.Asp125His、p.Gly101Trp、p.Ile49Ser和p.lle49Thr）认为与黑色素瘤或胰腺癌易感性相关。

既往未报道过X连锁的肿瘤易感基因与骨肉瘤相关，本研究报告2例患者携带可导致先天性角化不良的DKC1致病性突变（c.1223C>T和c.-142C>G）。本研究还发现了WAS功能缺失突变，与Wiskott-Aldrich综合征相关，既往认为与淋巴瘤易感相关，与骨肉瘤无关。此外研究进一步将骨肉瘤与罕见的ATRX突变联系起来，既往曾报道ATRX可作为骨肉瘤中的驱动体突变，5例罕见的ATR-X遗传疾病患儿发生骨肉瘤。

点评

本研究报告了28.0%的骨肉瘤患者携带胚系致病/可能致病性肿瘤易感基因突变，还有部分患者携带经计算机预测的可能存在致病作用的肿瘤易感基因突变。这些数据为骨肉瘤生物学和临床治疗提供了新的研究方向，提示了对于年轻患者及其家系成员进行遗传学基因检测可及早采取预防性策略，并有机会检出可靶向治疗基因突变，延长这部分患者的总生存期。

参考文献：

Frequency of Pathogenic Germline Variants in Cancer-Susceptibility Genes in Patients With Osteosarcoma. JAMA Oncol. 2020