腦膠質瘤屬常見的腦部原發性腫瘤，多發生在胚胎神經外胚層，涵蓋範圍廣，組織型別複雜，小部分膠質瘤(小腦星形細胞瘤、乳頭狀瘤等)具有包膜，可行根治性外科切除，預後良好;而大部分膠質瘤(多形性膠質母細胞瘤)成浸潤性生長，病灶邊緣模糊，手術難以徹底清除，影響患者預後，複發率較高。
對於惡性程度較高的膠質瘤患者，臨床多采用手術聯合放化療，但是臨床上如何明確診斷膠質瘤的惡性程度一直存在爭議。一方面病理診斷存在主觀性，另一方面某些高級別膠質瘤患者生存期會超出病理預知範圍，而某些低級別患者則預後較差，單純依靠病理診斷指導臨床治療和判斷預後往往會出現較大的偏差。近幾年隨著基因組學和表現遺傳學的深入發展，基因甲基化與腫瘤發生、發展的關係成為研究的熱點。O6 -甲基鳥瞟-DNA 甲基轉移酶( O6 -methylguanine-DNA-methyltransferase , MGMT) 是唯一且不可逆地將燒化基團飛甲基鳥瞟呤移除，促使鳥瞟呤復原，從而保護細胞免受燒化劑損傷的蛋白。因此MGMT基因甲基化不僅是腦膠質瘤重要的發病機制，同時也是個體化治療的潛在靶點。
什麼是MGMT啟動子甲基化?
MGMT是一種DNA修復酶，主要分佈於細胞質中,對替莫唑胺損傷的DNA起修復的作用，來維持細胞中基因組的穩定性。MGMT啟動子甲基化後會導致染色質結構改變，從而阻止轉錄因子結合，導致基因的沉默，從而失去了功能，也就是失去了對DNA的修復功能。
圖：(A) MGMT基因位於10號染色體上，q26.3。(B) MGMT中的CpG島，MGMT啟動子甲基化多發生於MGMT啟動子區的cpg島。圖自doi: 10.3389/fonc.2019.01547
正常組織中，MGMT啟動子區CpG位點一般處於非甲基化狀態，隨著腫瘤的發生,其啟動子區出現了甲基化（MGMT甲基化在GBM中發生率20-45%；少突膠質細胞瘤中發生率60-80%;間變性星形細胞瘤40-50%）。若MGMT啟動子甲基化，導致該基因沉默，同時該基因表達的蛋白量減少，壓制了MGMT的活性，也就是說對DNA的修復作用降低了，因此使腫瘤細胞對TMZ等烷化劑更加敏感。
MGMT啟動子的甲基化狀態是決定MGMT免疫組化上表達量的主要因素，因此在分子檢測結果判讀上，MGMT啟動子甲基化陽性的患者，臨床MGMT免疫組化的結果對應為陰性。
MGMT啟動子甲基化狀態也是膠質瘤患者預後的獨立預測因子，在膠質瘤母細胞中的統計資料顯示，MGMT啟動子甲基化陽性的患者的中位生存期長於MGMT啟動子甲基化陰性的患者。
MGMT啟動子甲基化檢測的目的：
1、評估替莫唑胺對膠質瘤的敏感性，啟動子甲基化陽性的患者對替莫唑胺敏感性高於甲基化陰性的患者。
2、啟動子甲基化狀態也是膠質瘤患者預後的獨立預測因子。
哪種MGMT的檢測方法最好？
目前，應用比較多的MGMT甲基化檢測的方法主要有（1）焦磷酸測序法、（2）甲基化敏感性高分辯率熔解曲線法、（3）MethyLight熒光PCR法、（4）甲基化特異性PCR法（MSP）等。比起其他技術,焦磷酸測序具有更好的重複性和敏感性，其中焦磷酸測序法和MSP法是MGMT甲基化實驗室最佳推薦檢測方法。
圖:利用PFP靈敏檢測DNA甲基化的示意圖。(1) HpaII處理可以裂解未甲基化DNA(綠色)，而只保留甲基化DNA(紅色)。(2)為了提高靈敏度，將熒光Fl-dNTPs透過兩輪PCR整合到PCR擴增物中。(3)陽離子型PFP透過靜電吸引與DNA結合，使FRET發生。(4)甲基化水平(E)可由FRET比值計算得到。
NCCN指南中關於管理MGMT啟動子甲基化的建議
建議：MGMT啟動子甲基化是所有高級別膠質瘤(III級和IV級)分子診斷的重要部分。
檢測：透過甲基化特異性PCR、焦磷酸測序或陣列技術檢測MGMT啟動子的甲基化。
預後價值：
|MGMT啟動子甲基化與IDH突變和全基因組表觀遺傳變化(G-CIMP表型)密切相關。MGMT啟動子甲基化在膠質母細胞瘤中具有生存優勢，並在臨床試驗中用於風險分層。
|MGMT啟動子甲基化在老年高級別膠質瘤(III-IV級)患者的治療決策中特別有用。
與甲基化腫瘤相比，非MGMT啟動子甲基化的膠質母細胞瘤患者從替莫唑胺治療中獲益較少。
NCCN部分擷取 NCCN指南對於MGMT啟動子非甲基化GBM的治療方案推薦
MGMT啟動子甲基化與替莫唑胺和膠質瘤的關係
替莫唑胺是一種化療藥物，是具有抗腫瘤活性的烷化劑。在膠質瘤的治療中佔有重要的治療地位。成人腦膠質瘤術後的化療方案多數是以替莫唑胺為主的治療方案。那麼並不是每個患者的腫瘤都對替莫唑胺都敏感，MGMT啟動子甲基化陽性的患者對替莫唑胺敏感性高於甲基化陰性的患者。
替莫唑胺的抗腫瘤作用是透過阻止腫瘤細胞DNA的有絲分裂來達成的。DNA甲基化是一種基因組DNA表觀遺傳修飾的主要形式和基因組功能調節的重要手段，在基因突變、表達調控、細胞增殖、分化、發育過程中發揮重要的作用，並且與腫瘤發生發展有密切關係。
圖自中國腦膠質瘤分子診療指南
MGMT檢測對臨床的指導意義是什麼？對於MGMT啟動子狀態不同，臨床的治療手段是否不同？
MGMT檢測的臨床意義主要體現在以下幾點：
1. 首先，MGMT的功能是修復烷化劑對DNA造成的損傷。其次，MGMT啟動子甲基化在繼發的和原發GBM中發生的機率不同，在復發的GBM中MGMT啟動子甲基化發生率高於新發患者。
2. MGMT啟動子甲基化高級別膠質瘤患者對放化療敏感，MGMT啟動子甲基化高級別膠質瘤患者標準治療方案為Stupp方案（同步放化療+6個週期TMZ輔助化療），但不能以此判斷MGMT啟動子未甲基化患者不能使用TMZ。
3. 多項臨床研究證實，MGMT啟動子甲基化是生存改善的預後因素，與既定的臨床因素無關。一項meta分析納入檢驗MGMT啟動子狀態預後價值的11項研究，結果顯示，MGMT啟動子甲基化與無進展生存(HR 0.56，95%CI 0.32-0.80)和總生存(HR 0.50，95%CI 0.35-0.66)改善相關。MGMT啟動子甲基化也可能預測膠質母細胞瘤患者的化療反應，儘管這一點尚未得到前瞻性研究證實。在一項大型隨機試驗比較了單純放療與放療加同步和輔助替莫唑胺治療，在放化療聯合治療組中，MGMT甲基化腫瘤患者的2年總生存率為49%，而非甲基化腫瘤患者的2年總生存率為15%；此外，MGMT啟動子甲基化的患者比啟動子未甲基化者放療加用替莫唑胺的獲益更大。
4. MGMT在高級別膠質瘤中可以作為預後判斷的一個指標，但是不能作為治療效果指標。在臨床實踐中，可通過了解MGMT啟動子情況，結合IDH和1p/19q的狀態來判定病人的預後，但在治療上，不管MGMT啟動子是否甲基化，都建議使用TMZ進行化療。
5. 高級別膠質瘤放療聯合TMZ同步化療後，影像學上常常出現和腫瘤進展酷似的假性進展，MCMT甲基化者假性進展的發生率明顯高於非甲基化者，同時假性進展的出現提示預後較好。具有MGMT啟動子甲基化的膠質瘤患者對化療、放療敏感，生存期較長，故建議此類患者多規範化療，一般有助於提高生存期。
6. 對於70 歲以上GBM 患者，若KPS評分低於70分，在可耐受的情況下應用替莫唑胺治療可延緩復發並延長總生存期，改善生存質量; 若同時伴有MGMT啟動子甲基化，則替莫唑胺效果更佳。老年GBM 患者中MGMT 基因啟動子甲基化發生率高，單純放療聯合輔助化療可以延長生存期，而無MGMT基因啟動子甲基化的老年患者輔助化療並沒有延長生存期。
膠質瘤MGMT啟動子甲基化相關研究
在一項關於膠質瘤 MGMT 啟動子甲基化及其臨床意義的研究中，收集2012月至2013月間行手術治療的70例膠質瘤組織和14 例非腫瘤患者正常腦組織，採用甲基化特異性PCR (MSP)檢測MGMT甲基化水平，分析其與膠質瘤臨床病理特徵的關係。比較不同 MGMT 甲基化狀態的高、低級別膠質瘤患者的總生存(OS) Cox 比例風險迴歸模型分析影響低級別膠質瘤患者的 OS 的因素。結果 70 例膠質瘤患者中48例( 68. 6% ) MGMT 基因啟動子甲基化，而正常腦組織標本中僅2例( 14. 3% ) MGMT 甲基化，差異有統計學意義 (PO. 05); 與病理分級有關(P
MGMT 甲基化與膠質瘤臨床病理特徵的關係
不同 MGMT 甲基化狀態的高、低級別腦膠質瘤患者的 OS
Cox 比例風險模型分析影響低級別腦膠質瘤患者 OS 的因素
對於膠質瘤MGMT啟動子未甲基化的高級別膠質瘤患者，替莫唑胺是否會給患者帶來獲益？
對於MGMT啟動子未甲基化的高級別膠質瘤患者，部分專家認為這類病人對化療的效果不好，或者說受益不如預期高，因此有些專家將其作為治療效果的一個預測指標。在臨床實踐中，2019年v1版NCCN指南中明確指出不管是新診斷的還是復發的GBM、年齡不管是否大於70歲的患者都推薦使用TMZ的治療方案。雖然指南標明瞭70歲以上、MGMT啟動子未甲基化的患者用TMZ可能獲益不多，但指南並沒有反對或不推薦使用TMZ。
更重要的是，迄今為止，沒有一項多中心、大樣本、高循證等級的臨床證據來支援哪一種治療方法有比傳統的、標準的STUPP方案治療具有更好的治療效果。因此，在目前的治療建議中，MGMT啟動子未甲基化的高級別患者仍然推薦使用標準STUPP方案。
對以MGMT為靶點的治療膠質瘤的部分藥物研究？
1. 安洛替尼聯合放療輔助治療AK105的研究o6-甲基鳥嘌呤-dna甲基轉移酶未甲基化的新診斷膠質母細胞瘤
疾病：MGMT未甲基化膠質母細胞瘤
干預/治療：
藥物-安洛替尼
藥物：AK105
放射療法
階段：二期
詳細描述:
膠質母細胞瘤是成人最常見和最具侵襲性的原發性腦腫瘤。治療通常包括手術，之後使用化療和放療。美國中央腦腫瘤登記處(CBTRUS)統計報告2012-2016年美國確診的原發性腦和其他中樞神經系統腫瘤中，膠質母細胞瘤佔原發性惡性腦腫瘤的48.3%。
Stupp方案已成為新診斷GBM治療的標準護理，然而，一些MGMT非甲基化膠質母細胞瘤仍對替莫唑胺有耐藥性。
免疫療法正在被研究作為癌症的治療方法，AK105是一種人源化單克隆抗體，專門結合PD-1。鹽酸安洛替尼是一種多靶點受體酪氨酸激酶抑制劑。基於機理研究，腫瘤血管異常促進組織缺氧，增加乳酸，從而啟用免疫抑制，抑制T細胞功能。抗血管生成藥物透過誘導血管正常化和減少免疫抑制來增強效應免疫細胞的浸潤。
2.54Gy放療輔助替莫唑胺化療加或不加同步替莫唑胺化療在高危IDH突變型/MGMT啟動子未甲基化/1p/19q未缺失低級別腦膠質瘤前瞻性臨床研究
研究疾病：低級別腦膠質瘤
研究型別：干預性研究
研究所處階段：III期臨床試驗
研究目的：探索區域性常規分割54Gy放療＋輔助替莫唑胺化療的基礎上加入同步替莫唑胺化療是否能夠提高攜帶IDH突變型/MGMT啟動子未甲基化/1p/19q未缺失高危低級別腦膠質瘤患者的總生存率和無進展生存率，比較兩組總生存期、無進展生存期以及近期和遠期毒性。
藥物成份或治療方案詳述：
試驗組:區域性常規分割54Gy放療＋替莫唑胺同步化療（75mg/m2/天）＋替莫唑胺輔助化療（150-200mg/m2， 5/28方案，6-12個週期）；對照組：區域性常規分割54Gy放療＋替莫唑胺輔助化療（150-200mg/m2， 5/28方案，6-12個週期）
MGMT甲基化的預後價值仍有爭議，需要進一步深入探索。化療和放療可以調節MGMT甲基化狀態、活性和蛋白表達。替莫唑胺是一種很有前途的膠質瘤化療藥物，但耐藥性的快速發展帶來了巨大的挑戰。MGMT過度表達是替莫唑胺抗性的重要機制。已經採取了一些策略來提高替莫唑胺的抗腫瘤效果。這些包括假底物、RNAi、病毒蛋白和許多其他試劑。鑑於該領域正在進行的研究進展，目前膠質瘤患者的不良預後有望得到改善。
透過靶向MGMT蛋白阻斷甲基化DNA修復的兩種主要方法，圖自doi: 10.3389/fonc.2019.01547
綜合來看，隨著分子分型的不斷深入研究，膠質瘤患者的預後判斷更加精準，但在目前狀況下，MGMT啟動子是否甲基化，研究顯示推薦使用標準STUPP方案都能幫助患者延長生命，未來也期待更多的探索和研究能惠及更多患者！
參考資料：膠質瘤 MGMT 啟動子甲基化及其臨床意義.臨床腫瘤學雜誌 2019.2、2020版NCCN 中樞神經系統腫瘤指南
【來源：中國網醫療頻道】
