胶质瘤基因检测MGMT甲基化是什么意思？

脑胶质瘤属常见的脑部原发性肿瘤，多发生在胚胎神经外胚层，涵盖范围广，组织类型复杂，小部分胶质瘤(小脑星形细胞瘤、乳头状瘤等)具有包膜，可行根治性外科切除，预后良好;而大部分胶质瘤(多形性胶质母细胞瘤)成浸润性生长，病灶边缘模糊，手术难以彻底清除，影响患者预后，复发率较高。

对于恶性程度较高的胶质瘤患者，临床多采用手术联合放化疗，但是临床上如何明确诊断胶质瘤的恶性程度一直存在争议。一方面病理诊断存在主观性，另一方面某些高级别胶质瘤患者生存期会超出病理预知范围，而某些低级别患者则预后较差，单纯依靠病理诊断指导临床治疗和判断预后往往会出现较大的偏差。近几年随着基因组学和表现遗传学的深入发展，基因甲基化与肿瘤发生、发展的关系成为研究的热点。O6 -甲基鸟瞟-DNA 甲基转移酶( O6 -methylguanine-DNA-methyltransferase , MGMT) 是唯一且不可逆地将烧化基团飞甲基鸟瞟呤移除，促使鸟瞟呤复原，从而保护细胞免受烧化剂损伤的蛋白。因此MGMT基因甲基化不仅是脑胶质瘤重要的发病机制，同时也是个体化治疗的潜在靶点。

什么是MGMT启动子甲基化?

MGMT是一种DNA修复酶，主要分布于细胞质中,对替莫唑胺损伤的DNA起修复的作用，来维持细胞中基因组的稳定性。MGMT启动子甲基化后会导致染色质结构改变，从而阻止转录因子结合，导致基因的沉默，从而失去了功能，也就是失去了对DNA的修复功能。

图：(A) MGMT基因位于10号染色体上，q26.3。(B) MGMT中的CpG岛，MGMT启动子甲基化多发生于MGMT启动子区的cpg岛。图自doi: 10.3389/fonc.2019.01547

正常组织中，MGMT启动子区CpG位点一般处于非甲基化状态，随着肿瘤的发生,其启动子区出现了甲基化（MGMT甲基化在GBM中发生率20-45%；少突胶质细胞瘤中发生率60-80%;间变性星形细胞瘤40-50%）。若MGMT启动子甲基化，导致该基因沉默，同时该基因表达的蛋白量减少，压制了MGMT的活性，也就是说对DNA的修复作用降低了，因此使肿瘤细胞对TMZ等烷化剂更加敏感。

MGMT启动子的甲基化状态是决定MGMT免疫组化上表达量的主要因素，因此在分子检测结果判读上，MGMT启动子甲基化阳性的患者，临床MGMT免疫组化的结果对应为阴性。

MGMT启动子甲基化状态也是胶质瘤患者预后的独立预测因子，在胶质瘤母细胞中的统计数据显示，MGMT启动子甲基化阳性的患者的中位生存期长于MGMT启动子甲基化阴性的患者。

MGMT启动子甲基化检测的目的：

1、评估替莫唑胺对胶质瘤的敏感性，启动子甲基化阳性的患者对替莫唑胺敏感性高于甲基化阴性的患者。

2、启动子甲基化状态也是胶质瘤患者预后的独立预测因子。

哪种MGMT的检测方法最好？

目前，应用比较多的MGMT甲基化检测的方法主要有（1）焦磷酸测序法、（2）甲基化敏感性高分辩率熔解曲线法、（3）MethyLight荧光PCR法、（4）甲基化特异性PCR法（MSP）等。比起其他技术,焦磷酸测序具有更好的重复性和敏感性，其中焦磷酸测序法和MSP法是MGMT甲基化实验室最佳推荐检测方法。

图:利用PFP灵敏检测DNA甲基化的示意图。(1) HpaII处理可以裂解未甲基化DNA(绿色)，而只保留甲基化DNA(红色)。(2)为了提高灵敏度，将荧光Fl-dNTPs通过两轮PCR整合到PCR扩增物中。(3)阳离子型PFP通过静电吸引与DNA结合，使FRET发生。(4)甲基化水平(E)可由FRET比值计算得到。

NCCN指南中关于管理MGMT启动子甲基化的建议

建议：MGMT启动子甲基化是所有高级别胶质瘤(III级和IV级)分子诊断的重要部分。

检测：通过甲基化特异性PCR、焦磷酸测序或阵列技术检测MGMT启动子的甲基化。

预后价值：

|MGMT启动子甲基化与IDH突变和全基因组表观遗传变化(G-CIMP表型)密切相关。MGMT启动子甲基化在胶质母细胞瘤中具有生存优势，并在临床试验中用于风险分层。

|MGMT启动子甲基化在老年高级别胶质瘤(III-IV级)患者的治疗决策中特别有用。

与甲基化肿瘤相比，非MGMT启动子甲基化的胶质母细胞瘤患者从替莫唑胺治疗中获益较少。

NCCN部分截取 NCCN指南对于MGMT启动子非甲基化GBM的治疗方案推荐

MGMT启动子甲基化与替莫唑胺和胶质瘤的关系

替莫唑胺是一种化疗药物，是具有抗肿瘤活性的烷化剂。在胶质瘤的治疗中占有重要的治疗地位。成人脑胶质瘤术后的化疗方案多数是以替莫唑胺为主的治疗方案。那么并不是每个患者的肿瘤都对替莫唑胺都敏感，MGMT启动子甲基化阳性的患者对替莫唑胺敏感性高于甲基化阴性的患者。

替莫唑胺的抗肿瘤作用是通过阻止肿瘤细胞DNA的有丝分裂来达成的。DNA甲基化是一种基因组DNA表观遗传修饰的主要形式和基因组功能调节的重要手段，在基因突变、表达调控、细胞增殖、分化、发育过程中发挥重要的作用，并且与肿瘤发生发展有密切关系。

图自中国脑胶质瘤分子诊疗指南

MGMT检测对临床的指导意义是什么？对于MGMT启动子状态不同，临床的治疗手段是否不同？

MGMT检测的临床意义主要体现在以下几点：

1. 首先，MGMT的功能是修复烷化剂对DNA造成的损伤。其次，MGMT启动子甲基化在继发的和原发GBM中发生的概率不同，在复发的GBM中MGMT启动子甲基化发生率高于新发患者。

2. MGMT启动子甲基化高级别胶质瘤患者对放化疗敏感，MGMT启动子甲基化高级别胶质瘤患者标准治疗方案为Stupp方案（同步放化疗+6个周期TMZ辅助化疗），但不能以此判断MGMT启动子未甲基化患者不能使用TMZ。

3. 多项临床研究证实，MGMT启动子甲基化是生存改善的预后因素，与既定的临床因素无关。一项meta分析纳入检验MGMT启动子状态预后价值的11项研究，结果显示，MGMT启动子甲基化与无进展生存(HR 0.56，95%CI 0.32-0.80)和总生存(HR 0.50，95%CI 0.35-0.66)改善相关。MGMT启动子甲基化也可能预测胶质母细胞瘤患者的化疗反应，尽管这一点尚未得到前瞻性研究证实。在一项大型随机试验比较了单纯放疗与放疗加同步和辅助替莫唑胺治疗，在放化疗联合治疗组中，MGMT甲基化肿瘤患者的2年总生存率为49%，而非甲基化肿瘤患者的2年总生存率为15%；此外，MGMT启动子甲基化的患者比启动子未甲基化者放疗加用替莫唑胺的获益更大。

4. MGMT在高级别胶质瘤中可以作为预后判断的一个指标，但是不能作为治疗效果指标。在临床实践中，可通过了解MGMT启动子情况，结合IDH和1p/19q的状态来判定病人的预后，但在治疗上，不管MGMT启动子是否甲基化，都建议使用TMZ进行化疗。

5. 高级别胶质瘤放疗联合TMZ同步化疗后，影像学上常常出现和肿瘤进展酷似的假性进展，MCMT甲基化者假性进展的发生率明显高于非甲基化者，同时假性进展的出现提示预后较好。具有MGMT启动子甲基化的胶质瘤患者对化疗、放疗敏感，生存期较长，故建议此类患者多规范化疗，一般有助于提高生存期。

6. 对于70 岁以上GBM 患者，若KPS评分低于70分，在可耐受的情况下应用替莫唑胺治疗可延缓复发并延长总生存期，改善生存质量; 若同时伴有MGMT启动子甲基化，则替莫唑胺效果更佳。老年GBM 患者中MGMT 基因启动子甲基化发生率高，单纯放疗联合辅助化疗可以延长生存期，而无MGMT基因启动子甲基化的老年患者辅助化疗并没有延长生存期。

胶质瘤MGMT启动子甲基化相关研究

在一项关于胶质瘤 MGMT 启动子甲基化及其临床意义的研究中，收集2012月至2013月间行手术治疗的70例胶质瘤组织和14 例非肿瘤患者正常脑组织，采用甲基化特异性PCR (MSP)检测MGMT甲基化水平，分析其与胶质瘤临床病理特征的关系。比较不同 MGMT 甲基化状态的高、低级别胶质瘤患者的总生存(OS) Cox 比例风险回归模型分析影响低级别胶质瘤患者的 OS 的因素。结果 70 例胶质瘤患者中48例( 68. 6% ) MGMT 基因启动子甲基化，而正常脑组织标本中仅2例( 14. 3% ) MGMT 甲基化，差异有统计学意义 (P<0.05)0>O. 05); 与病理分级有关(P<0.05)>

MGMT 甲基化与胶质瘤临床病理特征的关系

不同 MGMT 甲基化状态的高、低级别脑胶质瘤患者的 OS

Cox 比例风险模型分析影响低级别脑胶质瘤患者 OS 的因素

对于胶质瘤MGMT启动子未甲基化的高级别胶质瘤患者，替莫唑胺是否会给患者带来获益？

对于MGMT启动子未甲基化的高级别胶质瘤患者，部分专家认为这类病人对化疗的效果不好，或者说受益不如预期高，因此有些专家将其作为治疗效果的一个预测指标。在临床实践中，2019年v1版NCCN指南中明确指出不管是新诊断的还是复发的GBM、年龄不管是否大于70岁的患者都推荐使用TMZ的治疗方案。虽然指南标明了70岁以上、MGMT启动子未甲基化的患者用TMZ可能获益不多，但指南并没有反对或不推荐使用TMZ。

更重要的是，迄今为止，没有一项多中心、大样本、高循证等级的临床证据来支持哪一种治疗方法有比传统的、标准的STUPP方案治疗具有更好的治疗效果。因此，在目前的治疗建议中，MGMT启动子未甲基化的高级别患者仍然推荐使用标准STUPP方案。

对以MGMT为靶点的治疗胶质瘤的部分药物研究？

1. 安洛替尼联合放疗辅助治疗AK105的研究o6-甲基鸟嘌呤-dna甲基转移酶未甲基化的新诊断胶质母细胞瘤

疾病：MGMT未甲基化胶质母细胞瘤

干预/治疗：

药物-安洛替尼

药物：AK105

放射疗法

阶段：二期

详细描述:

胶质母细胞瘤是成人最常见和最具侵袭性的原发性脑肿瘤。治疗通常包括手术，之后使用化疗和放疗。美国中央脑肿瘤登记处(CBTRUS)统计报告2012-2016年美国确诊的原发性脑和其他中枢神经系统肿瘤中，胶质母细胞瘤占原发性恶性脑肿瘤的48.3%。

Stupp方案已成为新诊断GBM治疗的标准护理，然而，一些MGMT非甲基化胶质母细胞瘤仍对替莫唑胺有耐药性。

免疫疗法正在被研究作为癌症的治疗方法，AK105是一种人源化单克隆抗体，专门结合PD-1。盐酸安洛替尼是一种多靶点受体酪氨酸激酶抑制剂。基于机理研究，肿瘤血管异常促进组织缺氧，增加乳酸，从而激活免疫抑制，抑制T细胞功能。抗血管生成药物通过诱导血管正常化和减少免疫抑制来增强效应免疫细胞的浸润。

2.54Gy放疗辅助替莫唑胺化疗加或不加同步替莫唑胺化疗在高危IDH突变型/MGMT启动子未甲基化/1p/19q未缺失低级别脑胶质瘤前瞻性临床研究

研究疾病：低级别脑胶质瘤

研究类型：干预性研究

研究所处阶段：III期临床试验

研究目的：探索局部常规分割54Gy放疗＋辅助替莫唑胺化疗的基础上加入同步替莫唑胺化疗是否能够提高携带IDH突变型/MGMT启动子未甲基化/1p/19q未缺失高危低级别脑胶质瘤患者的总生存率和无进展生存率，比较两组总生存期、无进展生存期以及近期和远期毒性。

药物成份或治疗方案详述：

试验组:局部常规分割54Gy放疗＋替莫唑胺同步化疗（75mg/m2/天）＋替莫唑胺辅助化疗（150-200mg/m2， 5/28方案，6-12个周期）；对照组：局部常规分割54Gy放疗＋替莫唑胺辅助化疗（150-200mg/m2， 5/28方案，6-12个周期）

MGMT甲基化的预后价值仍有争议，需要进一步深入探索。化疗和放疗可以调节MGMT甲基化状态、活性和蛋白表达。替莫唑胺是一种很有前途的胶质瘤化疗药物，但耐药性的快速发展带来了巨大的挑战。MGMT过度表达是替莫唑胺抗性的重要机制。已经采取了一些策略来提高替莫唑胺的抗肿瘤效果。这些包括假底物、RNAi、病毒蛋白和许多其他试剂。鉴于该领域正在进行的研究进展，目前胶质瘤患者的不良预后有望得到改善。

通过靶向MGMT蛋白阻断甲基化DNA修复的两种主要方法，图自doi: 10.3389/fonc.2019.01547

综合来看，随着分子分型的不断深入研究，胶质瘤患者的预后判断更加精准，但在目前状况下，MGMT启动子是否甲基化，研究显示推荐使用标准STUPP方案都能帮助患者延长生命，未来也期待更多的探索和研究能惠及更多患者！

参考资料：胶质瘤 MGMT 启动子甲基化及其临床意义.临床肿瘤学杂志 2019.2、2020版NCCN 中枢神经系统肿瘤指南