多发性脑膜瘤的分子生物学及临床特性研究

摘要

目的： 脑膜瘤是常见的中枢神经系统肿瘤，占颅内原发性肿瘤的13％～20％。脑膜瘤起源于蛛网膜绒毛的帽状细胞，其生物学行为大多表现为良性，但约有3％的表现为恶性生物学行为。WHO将脑膜瘤分为三级：良性(Ⅰ级)、非典型性(Ⅱ级)、间变型(恶性)(Ⅲ级)。良性脑膜瘤生长缓慢，包膜完整，可以施行手术完全切除，治疗效果良好，但是仍有部分组织学良性的脑膜瘤临床复发。恶性脑膜瘤生长迅速，术后复发率高达78％。脑膜瘤可分为单发性脑膜瘤和多发性脑膜瘤，多发性脑膜瘤占颅内脑膜瘤的1％-2％，而CT普及后发现率高达8％。其发生的部位不同，肿瘤大小各异，临床症状和体征也各异，诊断时要与伴发神经纤维瘤病的脑膜瘤、脑膜瘤病和复发性脑膜瘤相鉴别。目前，对多发性脑膜瘤的具体发病机制尚不清楚，为更好地认识多发性脑膜瘤，指导其诊断和治疗，须对其生物学特性进行深入的研究。 目前认为，肿瘤发生的基因学机制有两种：一种是基因机制，即DNA序列的异常改变，包括突变、染色体丢失和重排等，产生结构异常的基因产物。另一种是表基因机制，即。DNA的基因外修饰，其主要形式是DNA 5’端的甲基化改变，它能引起基因表达异常而DNA序列及基因产物不变。与突变等基因改变不同，基因的甲基化状态是可逆的，这对肿瘤的防治尤为重要。大量研究表明，几乎每种类型的肿瘤都有一组癌相关基因的、特定的甲基化模式，而不见于对应的正常细胞，因此，它们可作为肿瘤特异性的生物学标志。目前尚未有任何一种基因治疗能取得令人满意的疗效，表基因机制的发现也为肿瘤的治疗带来了新的希望。阐明表基因机制对寻找新的药物靶点和治疗途径有重要意义。脑膜瘤的发生与多种基因的异常甲基化有关，但有关脑膜瘤中抑癌基因的甲基化改变情况及其在脑膜瘤早期诊断中的应用价值等尚未见文献报道。如能以脑膜瘤癌变的分子机制为基础，应用特异件的分子牛物学指标对其进行筛杏，再结合影像学检查，则可讲一步提高脑膜瘤的确诊率。研究表明，NF2、TIMP-3和THBSl基因是三种重要的肿瘤相关基因，在脑膜瘤组织中存在异常甲基化情况。因此，本课题采用甲基化特异性聚合酶链反应法(MSP法)分析并对比单发性和多发性脑膜瘤组织中NF2、TIMP-3和THBSl基因启动子区异常甲基化情况，用正常脑组织做对照，以揭示NF2、TIMP-3和THBSl基因甲基化在脑膜瘤发生、发展中的作用，探讨其在脑膜瘤的早期诊断、治疗和预后评估中的价值。 方法： 1．收集山东大学齐鲁医院神经外科1992年5月～2005年6月接受手术治疗的脑膜瘤患者的石蜡标本共66例，其中单发30例、多发36例。所有标本H.E染色切片均按照WHO最新标准进行诊断、组织学分型和分级。其中30例单发性脑膜瘤中，良性(Ⅰ级)15例，非典型(Ⅱ级)8例，恶性(Ⅲ级)7例；36例多发性脑膜瘤中，良性(Ⅰ级)18例，非典型(Ⅱ级)11例，恶性(Ⅲ级)7例。 2．每个蜡块切取3～4片常规制作厚4μm的石蜡切片(约10毫克－20毫克组织)，提取基因组DNA。 3．选取正常脑组织做对照。采用甲基化特异的PCR(MSP)法，根据未甲基化与甲基化修饰后的基因序列的不同，设计甲基化与非甲基化等位基因特异的引物，通过PCR扩增来检测肿瘤组织标本中CpG岛甲基化的情况。 4．统计分析单发性脑膜瘤和多发性脑膜瘤组之间甲基化率的差别，和分析各组中不同级别脑膜瘤之间的差别。所有率的比较采用卡方检验和Fisher确切概率法，用SAS8.0软件进行数据处理。 结果： 1．5份正常脑组织中NF2、TIMP-3和THBSl三种基因均未检测到甲基化现象。 2．不同类型脑膜瘤之间甲基化的分析：30例单发性脑膜瘤患者肿瘤组织中NF2、TIMP-3和THBSl三种基因的甲基化率分别是26.7％(8/30)、16.7％(5/30)和36.7％(11/30)；36例多发性脑膜瘤患者肿瘤组织中NF2、TIMP-3和THBSl三种基因的甲基化率分别是30.6％(11/36)、22.2％(8/36)和22.2％(8/36)。良性(Ⅰ级)、不典型(Ⅱ级)和间变性(Ⅲ级)脑膜瘤中单发性和多发性脑膜瘤NF2、TIMP-3和THBS1基因的甲基化率之问均无明显差别。 3．不同级别脑膜瘤之间甲基化的分析：30例单发性脑膜瘤患者肿瘤组织进行了MSP，发现分别有4例Ⅱ级(13.3％)和6例Ⅲ级(28.6％)肿瘤发生至少一种基因的甲基化，其中有1例非典型性(Ⅱ级)脑膜瘤同时发生了三种基因的甲基化。单发性脑膜瘤Ⅰ级和Ⅱ、Ⅲ级之间，NF2、TIMP-3和THBS1三种基因差异有显著性，而Ⅱ级和Ⅲ级之间差异无显著性。36例多发性脑膜瘤患者肿瘤组织中，发现分别有5例Ⅱ级(13.3％)和6例Ⅲ级(28.6％)肿瘤发生至少一种基因的甲基化，其中有2例间变性(Ⅲ级)脑膜瘤同时发生了三种基因的甲基化。多发性脑膜瘤Ⅰ级和Ⅱ、Ⅲ级之间NF2、TIMP-3和FHBSl三种基因差异有显著性，而Ⅱ级和Ⅲ级之间差异无显著性。 结论： 1．NF2、TIMP-3和THBSl三种基因的甲基化与非典型性和间变性脑膜瘤的发生发展有关，其机制可能是甲基化使蛋白表达丢失并导致基因突变有关。 2．多发性脑膜瘤和单发性脑膜瘤NF2、TIMP-3和THBSl三种基因的甲基化率无明显的差别，NF2、TIMP-3和THBSl三种基因的甲基化与脑膜瘤的类型无关，多发性脑膜瘤与单发性脑膜瘤在发生机制中的甲基化方面的可能相似。 3．NF2、TIMP-3和THBSl三种基因的甲基化只存在于非典型性和间变性脑膜瘤，恶性程度高的肿瘤组织的甲基化率明显高于良性肿瘤组织，提示这三种基因的甲基化与脑膜瘤的分级有关，甲基化是脑膜瘤癌变的重要原因。 4．脑膜瘤组织DNA检查在一定程度上可以反映组织DNA甲基化情况，因此组织DNA甲基化有望成为临床筛查脑膜瘤，监控术后复发的候选分子指标。此方法可否适用于脑膜瘤患者的筛查，有待于进一步累积病例、深入研究。 5．在脑膜瘤患者肿瘤组织中检测到NF2、TIMP-3和THBSl基因甲基化，提示该方法有助于脑膜瘤的临床诊断，为脑膜瘤的早期发现提供帮助；三种基因联合检测能进一步提高甲基化的检出率，可将其作为脑膜瘤恶变和早期癌变病理学诊断的补充。

目录

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引言

第一部分脑膜瘤中NF2、TIMP-3、THBS1基因CpG岛甲基化及其诊断价值研究

第二部分MMP-9、PR、Ki-67和Survivin在多发性脑膜瘤中的表达及其意义

第三部分多发性脑膜瘤的临床特性分析

致谢

攻读学位期间发表的学术论文、参编书籍及获得奖励情况