软骨肉瘤是成人最常见的原发性骨肿瘤。异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）和IDH2基因突变较为常见。本文旨在评估IDH突变型与IDH野生型（WT）软骨肉瘤的临床-基因组特征以及其他基因变异。研究纳入了93例有临床二代测序数据的普通型软骨肉瘤和去分化软骨肉瘤患者。提取临床和基因组数据，比较IDH突变型和IDH WT型，以及TP53突变型和TP53 WT软骨肉瘤之间的差异。

IDH1和IDH2突变在软骨肉瘤中普遍存在（50.5%），在发生于四肢的软骨肉瘤中更常见，与较高的诊断年龄相关，与1~3级的普通型软骨肉瘤相比，在去分化软骨肉瘤中更常见。单因素和多因素分析显示，基于IDH突变的生存期差异无统计学意义。TP53突变是第二常见的基因变异（41.9%），在单变量和多变量分析中均与较差的总生存期和无转移生存期相关。TP53突变还与根治性手术后患者的较高复发风险和出现新发转移性疾病患者的较差生存期相关。因此，IDH突变在软骨肉瘤中普遍存在，但与生存结局无关。TP53突变是第二常见的变异，与较差的结局相关。

研究背景

软骨肉瘤是一种罕见但往往具有破坏性的肉瘤亚型，5年生存率约为65%-75%。软骨肉瘤是成人最常见的骨肉瘤，在儿科人群中较少见。诊断的中位年龄约为45岁，死亡的中位年龄约为64岁。骨盆是最常见的部位，但它们可以起源于任何骨骼部位。对于局部晚期和转移性疾病患者，全身治疗选择有限，因此鼓励参加临床试验。约20%发生局部复发，10%-15%发生远处复发，但这一比例因某些临床特征而异。组织学分级是软骨肉瘤局部和远处复发及生存率的最常见预测因素。低级别（即1级）软骨肉瘤的侵袭性较低，5年生存率为83%。而高级别（2级和3级）软骨肉瘤的5年生存率为53%。去分化软骨肉瘤是最具侵袭性的类型，5年生存率为7%-24%。原发肿瘤的部位也有影响，与长骨相比，起源于肩关节和骨盆的肿瘤复发率更高。软骨肉瘤除了前面提到的普通型亚型和去分化亚型外，还有其他亚型：间质型、透明细胞型和骨外黏液型。这些亚型在生物学、基因组特征和治疗方面存在差异。本文将重点介绍普通型软骨肉瘤和去分化软骨肉瘤。

IDH1和IDH2突变见于50%-70%的普通型软骨肉瘤。在其他恶性肿瘤，即急性髓系白血病和神经胶质瘤中也发现高突变率。IDH是三羧酸循环中催化异柠檬酸转化为α-酮戊二酸的关键酶。IDH1是胞质的，IDH2是线粒体的。IDH1突变较IDH2突变更常见。IDH1突变在不同级别的软骨肉瘤中同样常见，而IDH2突变在更高级别的软骨肉瘤中更常见。在机制上，酶活性位点IDH1的R132和IDH2的R172的热点残基上的IDH某些突变具有功能获得效应，并导致生成称为2-羟基戊二酸（2-HG）的致癌代谢物，2-HG可抑制α -酮戊二酸依赖性酶，即组蛋白去甲基化酶、tet甲基胞嘧啶双加氧酶2（TET2）和缺氧诱导因子（HIF）脯氨酰羟化酶。2-HG对这些酶的作用分别为导致组蛋白超甲基化，DNA超甲基化和HIF1α高表达。组蛋白和DNA超甲基化被认为可以阻止软骨细胞分化所需基因的表达，并使软骨肉瘤细胞保持在去分化状态。HIF1α活性增加可导致增殖、血管生成和葡萄糖代谢等增加，从而促进软骨肉瘤生长。

IDH突变对软骨肉瘤预后的影响一直存在争议。一些报道未发现IDH突变与总生存期（OS）之间的关系。相反，另一项研究表明IDH突变与较短的OS相关。更令人困惑的是，一项研究表明，突变与较长的无病生存期和无复发生存期相关。

除IDH突变外，COL2A1突变见于37%的软骨肉瘤，TP53突变见于20%，RB1通路突变见于33%，TERT启动子突变见于26%，Hedgehog通路突变见于18%。COL2A1编码II型胶原纤维的α链，是关节软骨的主要成分。这些突变可能通过破坏正常的分化途径导致功能丧失和胶原成熟障碍。TERT启动子突变与较高的肿瘤级别、较高的诊断年龄以及较差的无转移生存期（MFS）和特定软骨肉瘤生存期相关。TERT基因扩增和ATRX突变也有报道。所有这些突变的预后和预测价值尚未得到充分评估。本研究旨在确定软骨肉瘤中IDH突变和其他基因变异的临床影响。

研究结果

研究纳入了在MDACC接受治疗并进行了临床二代测序检测的普通型或去分化软骨肉瘤患者。临床特征见表1。其中65.6%（n=61）为普通型软骨肉瘤，34.4%（n=32）为去分化软骨肉瘤。在组织学分级上，7.5%（n=7）为1级；36.6%（n=34）为2级；23.7%（n=22）为3级；去分化占31.2%（n=29）；1.1%（n=1）未知（图1A）。平均和中位诊断年龄均为52.0岁（SD，13.8岁；范围，22-84）。17.2%的患者有其他癌症的个人史，80.6%的患者有其他癌症的家族史。有其他癌症个人病史的患者患各种癌症，最常见的是非黑色素瘤皮肤癌（35.3%）、黑色素瘤（17.6%）和前列腺癌（17.6%）。其他不太常见的癌症类型包括乳腺癌、甲状腺癌、白血病、肺癌、膀胱癌、甲状旁腺癌和梅克尔细胞癌。

表1

图1

在治疗方面，90.3%（n=84）的患者在治疗期间接受了手术，其中84.9%（n=79）的患者接受了预先手术，76.3%接受了至少一种全身治疗（n=71）。在接受全身性治疗的患者中，平均和中位接受的治疗方案数分别为2.52和2。最常见的一线全身治疗方案为多柔比星联合顺铂（25/71=35.2%）。

根据IDH和TP53突变状态进行临床病理特征分析：

IDH1和IDH2突变是软骨肉瘤中最常见的突变。在本研究中，50.5%的患者（n=47）有IDH1或IDH2突变。IDH1突变见于37.6%（n=35）的患者，IDH2突变见于12.9%（n=12）的患者（图1B）。IDH1和IDH2突变互斥。IDH突变患者（平均55.0±12.9岁）在诊断时的年龄大于IDH野生型患者（平均49.7±13.4岁；P=0.05；图1C）。IDH2突变和IDH野生型肿瘤之间的肿瘤级别存在显著差异（P＜0.01；图1E）。与骨盆、肋骨、脊柱或颅骨等其他部位相比，IDH突变型肿瘤更常见于四肢（图1E）。

IDH WT肿瘤中最常见的共突变是TP53（占IDH WT肿瘤的45.7%）、CDKN2A（26.1%）和MLL（15.2%）。TP53突变是软骨肉瘤中仅次于IDH突变的最常见突变。在本研究中，41.9%的患者（n=39）有TP53突变。与IDH1和IDH2中观察到的热点突变（致癌基因中典型的功能获得性突变）不同，TP53突变见于整个基因，这是抑癌基因中典型的功能缺失性突变（图1F）。根据预测，这些突变大多数是失活突变，包括错义或无义突变。TP53突变组和TP53 WT组的诊断年龄无差异（P=0.59；图1G）。与TP53 WT肿瘤相比，TP53突变型肿瘤更常发生去分化（P＜0.001；图1H）。TP53突变型肿瘤与TP53 WT肿瘤的原发肿瘤部位无差异（P=0.08；图1I）。

然后，研究者探讨了IDH1/2和TP53变异之外的基因组情况（图2A和图B）。之前的研究发现了COL2A1和TERT的频繁突变。在整个队列中，COL2A1变异的发生率为5.4%（n=5，只有13例患者进行了COL2A1分析）。TERT变异的发生率为3.2%（n=3，只有29例患者进行了TERT分析）。在IDH突变型和IDH WT型肿瘤之间，临床检测到的突变总数无显著差异，TP53突变率也无显著差异，IDH突变型肿瘤中TP53突变率为40.4%，IDH野生型肿瘤中TP53突变率为50.0%（P=0.38）。其他突变与IDH突变共突变或互斥无显著性。

图2

TP53突变而无IDH突变可预测较差的生存期：

研究者评估了不同临床和基因组变量对生存期的影响。正如预期的那样，较高的分级预示较差的OS和MFS（图3A和B）。IDH突变和IDH WT组的OS或MFS无显著差异（图3C和D）。然而，TP53突变肿瘤患者的OS和MFS显著较差（图3E和F）。仅考虑普通型软骨肉瘤队列时，TP53突变也与较差的MFS和较差的OS（趋势不显著）相关。

图3

然后研究者评估哪些变量是软骨肉瘤生存的独立预测因素。将分级、年龄、IDH和TP53突变纳入多变量Cox比例风险模型。在该模型中，分级（P<0.01）和TP53突变（P=0.03）是OS的独立预测因素（表2）。分级（P=0.01）和TP53突变（P＜0.03）也是MFS的独立预测因素（表2）。

表2

接下来，研究者探讨了这些基因组生物标志物在不同患者背景下的效用。首先，在接受了根治性手术且切缘阴性的患者中（n=54），TP53突变与较差的总生存期和MFS相关（图4A和图B）。此外，在20例出现新发转移（即IV期）的患者中，TP53突变见于10例患者，并且与较差的OS相关（图4C）。研究者得出的结论是，在软骨肉瘤的不同临床背景下，TP53突变是预后较差的预后因素，从接受根治性手术的患者复发风险较高到出现新发转移的患者生存期较差。

图4

讨 论

这项研究评估了软骨肉瘤的临床-基因组特征。研究者发现IDH1和IDH2突变普遍存在，在发生于四肢的软骨肉瘤中更常见，与较高的诊断年龄相关，并且在去分化软骨肉瘤中比普通型软骨肉瘤（即1~3级）更常见。此外，研究者发现TP53突变在去分化软骨肉瘤中更常见，并与较差的OS和MFS相关。然而，研究者没有观察到任何总生存期或MFS基于IDH突变状态的差异。此外，研究者发现，如果肿瘤携带TP53突变，接受根治性手术的患者结局较差。文献中其他先前的研究报告了TP53突变与软骨肉瘤的高级别和/或去分化亚型相关。其中一项研究还指出，无TP53变异的肿瘤改善了局部无复发生存期、MFS和OS。所有这些之前的研究都通过IHC评估了TP53状态，并且一些研究补充了Sanger测序。我本研究与这些发现基本一致，并采用二代测序确定TP53变异及其临床意义。

先前有多项研究评估了软骨肉瘤中IDH突变的临床影响。之前一项对89例软骨肉瘤的研究也发现IDH状态与OS无关，但IDH突变与高级别软骨肉瘤的较长无复发生存期和MFS相关。相反，另一项对80例软骨肉瘤患者的研究表明，IDH突变与较短的OS相关。其他研究发现IDH突变与OS无关。更令人困惑的是，另一项研究表明IDH突变与较长的无病生存期和无复发生存期相关。在共变异方面，一项研究发现TERT基因扩增、ATRX突变、CDKN2A/B缺失和TP53突变在IDH突变的肿瘤中富集。相反，另外两项研究发现在IDH1/2突变的软骨肉瘤中没有CDKN2A/B和TP53突变的富集。在本研究中，研究者没有看到IDH突变肿瘤中TP53、TERT、ATRX或CDKN2A/B的显著富集。

本研究的软骨肉瘤中，37.6%有IDH1突变，12.9%有IDH2突变，这与最近一项对488例患者进行的荟萃分析相似，该分析报告IDH1和IDH2突变率分别为38.7%和12.1%。与之前的研究相似，研究发现去分化软骨肉瘤富含IDH1/2和TP53突变。一些研究还表明，去分化软骨肉瘤具有高比率的COL2A1变异（64%）和CDKN2A缺失（36%）。IDH突变已被报道与TERT突变同时发生，且与IDH1突变相比IDH2突变更常与TERT共突变。关于临床相关性，研究发现IDH突变与年龄较大和原发部位倾向于四肢相关。其他研究同样表明，IDH突变在较大年龄患者、长骨（如四肢）vs扁平骨（如骨盆、颅骨）以及高级别或去分化软骨肉瘤中更常见。

其他研究使用转录组分析进行预后评估。一项对102例软骨肉瘤的分析得出了两种不同的基因特征，要么是由软骨生成标志物的过表达定义，要么是由细胞周期相关基因的过表达定义。这一细胞周期相关基因过表达的亚群在3级和去分化中富集，并且与较差的生存率相关。该群体还富集了CDKN2A缺失、染色体不稳定和多倍体。研究者进一步整合了miRNA和甲基化分析，描述了6种不同亚型的多组学分类，这些亚型可以通过IDH突变、14q32位点沉默和mRNA谱来区分。在其他研究中也进行了甲基化分析，发现IDH1突变的软骨肉瘤比IDH2突变或IDH野生型的软骨肉瘤有更多的甲基化。当这些技术（包括miRNA和甲基化分析）应用于临床时，将如何影响临床实践，这将是一件值得探索的事情。

软骨肉瘤可能有迄今尚未发现的胚系遗传易感性。在之前的一项研究中，21%的软骨肉瘤患者也有第二种不相关恶性肿瘤的病史。同样，本研究发现17.2%的软骨肉瘤患者至少有一种其他恶性肿瘤。最近的一项研究揭示了参与端粒生物学和有丝分裂的基因的可遗传变异，这些基因选择性地易发生肉瘤。我们还需要开展更多工作来确定可能易患软骨肉瘤的基因和通路的变异。另一种可能的解释是软骨肉瘤患者年龄较大，许多患者的生存期较长，因此增加了偶然发生第二种恶性肿瘤的机会。

在软骨肉瘤中抑制IDH突变引起了关注。IDH1抑制剂艾伏尼布治疗软骨肉瘤的一项I期试验使患者的中位无进展生存期达到5.6个月。根据RECIST 1.1，未观察到完全缓解或部分缓解，但有一半患者的疾病稳定。4例患者维持了≥2.5年的稳定，并且观察到血浆和肿瘤活检中的2-HG降低。在最初研究的随访中，疾病稳定超过2年的患者总体缓解率为23.1%，其中1例原发颅底的患者达到了完全缓解。这些患者在前2年治疗期间均未出现部分缓解。我们需要更多的工作来优化IDH抑制剂在软骨肉瘤中的应用。

本研究有几个局限性。首先，研究者仅纳入了临床测序分析的结果，这限制了发现参与软骨肉瘤发病机制的新基因的可能性。其次，研究者使用的内部panel 随着时间的推移而演变，早期的迭代没有分析那么多的基因，也没有提供有用的指标，如TMB的微卫星状态。这可能导致某些基因突变的漏报。第三，本研究回顾性分析了收集的临床测序数据。因此，研究可能富集了转移性疾病患者，因为临床医师更有可能安排转移性疾病患者进行分子谱分析。

本研究代表了评估普通型和去分化软骨肉瘤的临床-基因组特征的最大数据集之一，重点是IDH1/2突变和TP53突变。虽然IDH突变的软骨肉瘤具有特殊的临床特征，但生存期与突变状态无关。而TP53突变对普通型软骨肉瘤或去分化软骨肉瘤患者的生存期有影响。

参考文献：

Denu, Ryan A et al. “Clinico-Genomic Profiling of Conventional and Dedifferentiated Chondrosarcomas Reveals TP53 Mutation to Be Associated with Worse Outcomes.” Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research vol. 29,23 (2023): 4844-4852. doi:10.1158/1078-0432.CCR-23-1703