弥漫性脑干胶质瘤（DIPG）占儿童中枢神经系统肿瘤的10%～15%，尽管经过国内外学者几十年的不断努力，但这种疾病一经诊断其病死率仍为100%。由于脑干内布满重要神经核团和纤维，周围血管众多，且脑干胶质瘤呈浸润性生长，所以手术不能给患者带来好处，往往可能加重神经废损。越来越多的化学疗法（化疗）同样被证实对提高DIPG的预后并无帮助，其中包括常规用于幕上胶质瘤的标准化疗药物替莫唑胺。目前国际认可的标准治疗方案是传统的放射治疗，但治疗效果也仅限于暂时缓解症状。最新的研究利用全基因测序将DIPG细分为3种分子亚型（H3-K27M、silent、MYCN），使人们在认识该疾病上又有了更进一步提高。
引用本文： 任艳明, 肖安琪, 杨翔, 刘晓薇, 张跃康. 弥漫性脑干胶质瘤研究现状. 华西医学, 2016, 31(4): 775-779. doi: 10.7507/1002-0179.201600212 复制
弥漫性脑干胶质瘤（DIPG）是常见于儿童的恶性肿瘤，虽然它只占儿童神经系统肿瘤的10%～15%，但却是预后最差的一种[1]。儿童发病高峰期在4～10岁，中位发病年龄为6岁[2]；肿瘤无进展中位生存时间为5～6个月，在治疗的前提下，中位生存时间不超过12个月，超过90%的患者在诊断后2年内死亡[3]。近年来，随着基因测序工具在DIPG的应用，该疾病特有的基因突变逐渐被阐明。本文将从临床特点、治疗、动物模型及基础研究对DIPG进行一个全面的综述。
1 临床特点
1.1 脑干胶质瘤分类
根据MRI特征可将脑干胶质瘤分为：DIPG（Ⅰ型）、局灶性脑干胶质瘤（Ⅱ型）、外生性脑干胶质瘤（Ⅲ型）、颈延髓胶质瘤（Ⅳ型）[1, 4]。后3种类型占所有脑干胶质瘤的15%～20%[4]，边界都较清楚，与周围脑组织无明显浸润。DIPG占所有脑干胶质瘤的75%～80%[1]，其好发于桥脑，无手术指征及肿瘤呈弥散性、侵袭性生长等特点都成为患者最主要的死亡原因[5]。
1.2 临床表现
DIPG患者的症状通常根据肿瘤侵袭部位的不同而有所差异。超过一半的患者出现典型的三联征，即颅神经损害（复视和面部不对称），锥体束征（腱反射亢进，巴式征阳性，肌力下降），小脑症状（共济失调，辨距障碍）[6]。外展神经麻痹是最常见的首发临床症状，儿童出现该症状高度预示着DIPG的可能。虽然肿瘤压迫第四脑室及中脑导水管，但颅内压增高并不常发生，只有＜10%的患者肿瘤会向后延伸引起梗阻性脑积水[6]。且DIPG几乎不发生远处转移，但可以沿白质纤维转移到小脑或丘脑[7]。
1.3 诊断
根据患者的临床特征及典型的MRI表现即可诊断DIPG。DIPG在MRI上表现为桥脑或者延髓腹侧的弥漫性浸润性的增大，范围超过桥脑的50%，边界模糊，T1低信号，T2高信号，通常无增强，囊性变和钙化罕见[6]。传统观点认为典型的MRI特征足以代替活体组织检查（活检）诊断DIPG，且活检会给患者增加不必要的风险，对诊断和预后也无实质意义[8]。上述原因使得MRI成为美国DIPG的诊断标准。供研究使用的标本主要来源于患者家属同意的尸检。但法国在2003年后活检一直被例行实施，因为非典型及典型的DIPG评估需要活检结果，并且活检也是建立在这种疾病的小发病率及高诊断率基础上的[9]。这种活检手术的成功也可获得可用的DIPG肿瘤标本，可提供更多的生物、分子及基因等信息，可以使我们对DIPG生物学特性有更好的理解。2011年法国巴黎召开的儿童神经外科大会上同样支持在不加重神经废损的基础上取部分肿瘤组织，以便于基础研究[10]。在我国，因为传统观念的阻碍，尸检很难实施，标本主要来源也是手术活检，但手术的效果与患者的期望及经济付出不呈正比，所以标本的获得也不容乐观。我国人口基数大，如果加大宣传，以及建立相应的补偿机制，相信我们在DIPG的研究必将走在世界的前列，为该疾病的治疗提供最可靠的理论依据。
2 治疗
2.1 放射治疗（放疗）
对于DIPG的标准治疗仍是常规分割放疗，总剂量为54～60 Gy，分割时间超过6周[2]。这种治疗能够短暂缓解大约70%患者的神经废损症状，但是对于全面提高生存时间作用却很小，治疗后平均的无进展生存时间为5.8个月，相比于未接受放疗的5个月无明显差异[11]。为了改善DIPG儿童的生存质量，Janssens等[12]应用低分割放疗（限制放射剂量为3 Gy/d，持续3周），缩短了住院时间，大大减少了放射毒性，但与常规分割放疗的整体生存时间并无明显差异。
2.2 化疗
儿童DIPG的化疗已有30多年的历史，但至今仍无一种化疗药物证实对儿童DIPG有确切疗效。在2006年，Hargrave等[2]回顾了29个在1984年－2005年的临床试验，在2012年，Jansen等[3]回顾了另外26个在2005年－2011年完成的试验，没有一项研究证明化疗提高了DIPG患儿的无进展生存时间或整体存活时间。有学者将用于幕上高级别胶质瘤的标准化疗药物替莫唑胺应用于放疗后的DIPG患者，研究显示其对DIPG患者的预后无任何帮助，并且相对于单纯给予放疗而言还加重了患者的化疗毒性反应[13-14]。动物模型的研究显示，，将WEE 1 抑制剂MK-1775（放疗增敏剂）与放疗相结合，延长了大鼠的生存时间[15-16]，这为进一步临床试验提供了一定思路。值得注意的是，上述实验大多是细胞毒性药物，靶向治疗药物却很少，这也可能成为未来发展的趋势。
2.3 给药途径
增强对流输送（CED）是一种治疗脑胶质瘤局部给药的新方法，常应用于DIPG动物及临床试验，它通过立体定向下将1根或多根植入瘤内或瘤腔周围脑组织的微导管持续正压微量灌注给药。CED不但可以绕过血脑屏障，而且是依赖压力梯度，不受药物相对分子质量和极性的限制，使药物在病变部位广泛而均一分布，增加了局部药物浓度，作用时间更长[17]。大鼠的动物实验表明，CED应用于脑干胶质瘤的化疗是安全可行的[18]。Lonser等[19]进行的临床试验包括2例脑干病变患者，结果表明在MRI实时监测引导下应用CED于患者也是可行的。Luther等[20]使用CED将碘124结合抗胶质瘤单克隆抗体8H9应用于DIPG的大鼠动物模型上，取得了一定疗效，为下一步临床试验奠定了基础。
3 动物模型
2010年以前，在假设幕上与幕下胶质瘤拥有相同分子生物学特性的基础上，研究者利用幕上胶质瘤细胞系建立DIPG动物模型进行临床前期相关研究。例如Thomale等[21]运用模型探索局部加强运载系统，克服血脑屏障对化疗药物阻碍的方法；Yang等[22]用于评估基因治疗的疗效等。这些模型在一定程度上推动了脑干胶质瘤研究的进步，然而人们在临床与基础方面的研究发现，脑干胶质瘤与幕上胶质瘤生物学特性存在一定的差异性，这对脑干胶质瘤相关临床前期研究造成偏倚。
2010年后，Hashizume等[23]首次用儿童DIPG细胞植入裸鼠桥脑，因活检获取的标本是世界卫生组织Ⅱ级胶质瘤，为保证肿瘤细胞具有稳定增殖能力，研究人员利用逆转录病毒载体将人端粒酶和逆转录酶导入SF7761细胞，成功建模，但基因重组增加细胞内基因的不稳定性。Becher等[24]和Barton等[25]根据DIPG的可能发病机制，利用转基因鼠诱导法建模，排除植入方法出现的同种异体和异种免疫排斥现象，避免肿瘤细胞在培养基内培养而出现的生物学特性改变，避开其他发病因素影响，减少实验偏倚，问题是：第一，以病毒为载体介导的基因重组，会出现基因整合和表达不稳定；第二，大多数起源与表达nestin阳性的原始细胞，这种细胞在脑干背侧导水管、第四脑室，而大多数人DIPG被认为起源于脑干腹侧。即便如此，DIPG转基因小鼠模型和DIP G异种移植小鼠模型对DIPG起着指导临床试验的意义，理想状态下，药物在两种模型中均有效，才可以进入临床试验。
4 基础研究
4.1 DIPG与幕上胶质瘤有不同的生物学特性
在过去的30年里，国内外学者都是基于DIPG与成人幕上高级别胶质瘤拥有相同的生物学特性进行的基础及临床试验，但越来越多的研究表明这个观点是错误的[26]。
随着基因工具的不断普及，DIPG基因全景图逐步被揭开。多个基础研究提示DIPG相比于成人高级别胶质瘤及非DIPG的儿童高级别胶质瘤都有明显差异。Schroeder等[27]回顾了2012年之前的基础实验，关于DIPG在基因改变与儿童非DIPG高级别胶质瘤及成人高级别胶质瘤的不同。比如：Paugh等[28]完成了最大的DIPG尸检研究（n=43），他们发现DIPG中1q、2q、8q、9q的扩增及16q、17p、20p的丢失比另两种高级别胶质瘤更容易，而7号染色体的扩增和4q的丢失分别在成人高级别胶质瘤和儿童非弥散性脑干胶质瘤中更常见。另外，表皮生长因子受体扩增是成人高级别胶质瘤最常见的扩增基因之一，但在DIPG的尸检样本中却是罕见的。
4.2 组蛋白突变
Wu等[29]利用基因工程，对57例DIPG和70例非脑干高级别胶质瘤标本进行了分析，他们发现组蛋白H3基因（H3F3A和HIST1H3B）突变翻译p.Lys27Met（H3F3A和HISTiH3B分别发生点突变，腺嘌呤A突变为胸腺嘧啶T，使它们所翻译的蛋白质上27位的赖氨酸K 被蛋氨酸M取代）几乎只见于儿童DIPG及儿童中线结构（丘脑和小脑）的高级别胶质瘤；在儿童大脑皮质的高级别胶质瘤则常见组蛋白H3突变翻译p.Gly34Arg或p.Gly34Val。然而在成人高级别胶质瘤中这种组蛋白突变却很罕见。所有试验均提示这些差异可能是他们治疗上存在效果不同的原因。
4.3 ACVR1基因突变
其他DIPG已经知道的突变有：75%的样品中有p53突变，15%的样品中有PIK3CA突变，10%的样品中有血小板衍生生长因子受体A（PDGFRA）突变[30-32]。多篇文献报道DIPG经常发生ACVR1基因突变[29, 33-34]，ACVR1编码骨形态发生蛋白（BMP）信号通路中的激活素A受体（ALK2 receptor）[35]，BMP是转化生长因子β超家族中最大的亚家族。Smad蛋白是细胞内介导BMP信号通路中重要的下游信号分子。该通路在调节哺乳动物的生长，细胞的增殖和分化等方面有很广泛的生物学功能[36]。在ACVR1突变的DIPG患者中，SMAD1和SMAD5（SMAD1/5）的磷酸化水平较高，这是BMP信号通路下游分子激活的标志。虽然各种证据均提示ACVR1突变是DIPG发病的启动因素，但进一步的研究表明它可能只是为其他关键突变提供条件，而非主要启动因素[29]。
4.4 Hedgehog信号通路在DIPG中的研究
Hedgehog信号通路在肿瘤的发展、增殖中的作用已逐渐被认识，在中枢系统肿瘤中，率先发现与此通路有关的是髓母细胞瘤[37]。为探索Hedghog信号在DIPG中的存在，Monje等[38]利用死亡后DIPG患者的肿瘤组织建立了细胞系和动物模型，并且发现Hedgehog信号通路在DIPG肿瘤细胞及桥脑前体细胞（PPC）的高表达，证实了Hedgehog信号通路的异常与DIPG自我更新能力的提高以及桥脑腹侧肥大的密切联系。另外，Puget等[30]在动物模型中发现Hedgehog信号通路的相关基因如PTCH1、GLIS1、GJA1、SLC1A6、KCND2、PENK、GAD1都有上调，这与Monje等[38]所得到的结论是一致的。
4.5 DIPG分子亚型的发现
最新的研究中，Buczkowicz等[34]的研究表明80%的DIPG存在组蛋白H3.3或H3.1的p.Lys27Met突变。他们利用全基因测序，分析了25例DIPG患者标本，提出可将DIPG分为3个分子亚型（H3-K27M、silent、MYCN）。
MYCN亚型并无经常发生突变的基因，但它有易高甲基化，多为高级别胶质瘤的组织学特征。MYCN基因是myc基因家族的重要成员之一，与c-myc保持高度同源性，在调节细胞生长、分化及恶性转移中发挥作用。MYCN亚型中过度表达的基因有FAP、HRSP12、DYX2。这种亚型的DIPG高度扩增MYCN和ID2，提示可能在靶向治疗MYCN或ID2中获益。Silent亚型突变较其他两种亚型少，所有的低级别星形细胞胶质瘤几乎都来自这个亚型，但其总体生存时间与其他两组无明显差异，发病年龄偏小。此亚型被发现存在Wnt通路基因的过度表达，同时发现MDM2、MSMP、ADAM33也过度表达。3种亚型中H3-K27M亚型最常见，其存在组蛋白H3.3或H3.1的p.lys27Met突变。组蛋白是DNA的支持物，还在基因组印记和基因表达调节等多方面发挥重要的作用。组蛋白H3的N端赖氨酸修饰最为多样和重要，K27（代表27位赖氨酸）是甲基化和乙酰化的修饰位点。H3K27甲基化是一种抑制效应，它与该位点乙酰化具有拮抗效应[39]，只有去甲基化同时乙酰化才可实现基因激活[40]。因此，该位点的突变使得这个亚型拥有高度不稳定的基因组，常见端粒的选择性延长，这是引发下一步癌基因激活的重要分子事件。另外，PVT1、MYC、PDGFRA的扩增和放大及TP53突变在这个亚型也很常见。鉴于这种亚型的复杂性，如果靶向治疗有效，也需要多种方式及药物的联合治疗。
5 总结及展望
在借鉴脊索瘤研究的成功经验后，国内外学者为DIPG的研究提出了一条较为确切的路线图：获取标本，发现相关突变及靶向治疗位点，整合数据，临床前期及临床试验[41]。因DIPG标本极难获得，故单个机构的研究很难推动该疾病的进步，国际DIPG协作组织因此于2011年成立，它搜集来自全世界的DIPG患者信息，并资助有能力的研究机构，其目的在于通过广泛的合作，进一步认识DIPG生物学特性，从而找到更好的治疗方法。
随着我们对DIPG研究的不懈努力，越来越多的突变位点已被发现，如经常发生于组蛋白H3.1或H3.3的p.Lys27Met突变。但在改善患者预后上仍未出现新的、有效的治疗方式。所以加强国际合作，继续研究DIPG复杂且独特的生物学特性，不断提高临床前期动物模型显得非常重要，相信在不远的将来一定会攻克DIPG。
弥漫性脑干胶质瘤（DIPG）是常见于儿童的恶性肿瘤，虽然它只占儿童神经系统肿瘤的10%～15%，但却是预后最差的一种[1]。儿童发病高峰期在4～10岁，中位发病年龄为6岁[2]；肿瘤无进展中位生存时间为5～6个月，在治疗的前提下，中位生存时间不超过12个月，超过90%的患者在诊断后2年内死亡[3]。近年来，随着基因测序工具在DIPG的应用，该疾病特有的基因突变逐渐被阐明。本文将从临床特点、治疗、动物模型及基础研究对DIPG进行一个全面的综述。
1 临床特点
1.1 脑干胶质瘤分类
根据MRI特征可将脑干胶质瘤分为：DIPG（Ⅰ型）、局灶性脑干胶质瘤（Ⅱ型）、外生性脑干胶质瘤（Ⅲ型）、颈延髓胶质瘤（Ⅳ型）[1, 4]。后3种类型占所有脑干胶质瘤的15%～20%[4]，边界都较清楚，与周围脑组织无明显浸润。DIPG占所有脑干胶质瘤的75%～80%[1]，其好发于桥脑，无手术指征及肿瘤呈弥散性、侵袭性生长等特点都成为患者最主要的死亡原因[5]。
1.2 临床表现
DIPG患者的症状通常根据肿瘤侵袭部位的不同而有所差异。超过一半的患者出现典型的三联征，即颅神经损害（复视和面部不对称），锥体束征（腱反射亢进，巴式征阳性，肌力下降），小脑症状（共济失调，辨距障碍）[6]。外展神经麻痹是最常见的首发临床症状，儿童出现该症状高度预示着DIPG的可能。虽然肿瘤压迫第四脑室及中脑导水管，但颅内压增高并不常发生，只有＜10%的患者肿瘤会向后延伸引起梗阻性脑积水[6]。且DIPG几乎不发生远处转移，但可以沿白质纤维转移到小脑或丘脑[7]。
1.3 诊断
根据患者的临床特征及典型的MRI表现即可诊断DIPG。DIPG在MRI上表现为桥脑或者延髓腹侧的弥漫性浸润性的增大，范围超过桥脑的50%，边界模糊，T1低信号，T2高信号，通常无增强，囊性变和钙化罕见[6]。传统观点认为典型的MRI特征足以代替活体组织检查（活检）诊断DIPG，且活检会给患者增加不必要的风险，对诊断和预后也无实质意义[8]。上述原因使得MRI成为美国DIPG的诊断标准。供研究使用的标本主要来源于患者家属同意的尸检。但法国在2003年后活检一直被例行实施，因为非典型及典型的DIPG评估需要活检结果，并且活检也是建立在这种疾病的小发病率及高诊断率基础上的[9]。这种活检手术的成功也可获得可用的DIPG肿瘤标本，可提供更多的生物、分子及基因等信息，可以使我们对DIPG生物学特性有更好的理解。2011年法国巴黎召开的儿童神经外科大会上同样支持在不加重神经废损的基础上取部分肿瘤组织，以便于基础研究[10]。在我国，因为传统观念的阻碍，尸检很难实施，标本主要来源也是手术活检，但手术的效果与患者的期望及经济付出不呈正比，所以标本的获得也不容乐观。我国人口基数大，如果加大宣传，以及建立相应的补偿机制，相信我们在DIPG的研究必将走在世界的前列，为该疾病的治疗提供最可靠的理论依据。
2 治疗
2.1 放射治疗（放疗）
对于DIPG的标准治疗仍是常规分割放疗，总剂量为54～60 Gy，分割时间超过6周[2]。这种治疗能够短暂缓解大约70%患者的神经废损症状，但是对于全面提高生存时间作用却很小，治疗后平均的无进展生存时间为5.8个月，相比于未接受放疗的5个月无明显差异[11]。为了改善DIPG儿童的生存质量，Janssens等[12]应用低分割放疗（限制放射剂量为3 Gy/d，持续3周），缩短了住院时间，大大减少了放射毒性，但与常规分割放疗的整体生存时间并无明显差异。
2.2 化疗
儿童DIPG的化疗已有30多年的历史，但至今仍无一种化疗药物证实对儿童DIPG有确切疗效。在2006年，Hargrave等[2]回顾了29个在1984年－2005年的临床试验，在2012年，Jansen等[3]回顾了另外26个在2005年－2011年完成的试验，没有一项研究证明化疗提高了DIPG患儿的无进展生存时间或整体存活时间。有学者将用于幕上高级别胶质瘤的标准化疗药物替莫唑胺应用于放疗后的DIPG患者，研究显示其对DIPG患者的预后无任何帮助，并且相对于单纯给予放疗而言还加重了患者的化疗毒性反应[13-14]。动物模型的研究显示，，将WEE 1 抑制剂MK-1775（放疗增敏剂）与放疗相结合，延长了大鼠的生存时间[15-16]，这为进一步临床试验提供了一定思路。值得注意的是，上述实验大多是细胞毒性药物，靶向治疗药物却很少，这也可能成为未来发展的趋势。
2.3 给药途径
增强对流输送（CED）是一种治疗脑胶质瘤局部给药的新方法，常应用于DIPG动物及临床试验，它通过立体定向下将1根或多根植入瘤内或瘤腔周围脑组织的微导管持续正压微量灌注给药。CED不但可以绕过血脑屏障，而且是依赖压力梯度，不受药物相对分子质量和极性的限制，使药物在病变部位广泛而均一分布，增加了局部药物浓度，作用时间更长[17]。大鼠的动物实验表明，CED应用于脑干胶质瘤的化疗是安全可行的[18]。Lonser等[19]进行的临床试验包括2例脑干病变患者，结果表明在MRI实时监测引导下应用CED于患者也是可行的。Luther等[20]使用CED将碘124结合抗胶质瘤单克隆抗体8H9应用于DIPG的大鼠动物模型上，取得了一定疗效，为下一步临床试验奠定了基础。
3 动物模型
2010年以前，在假设幕上与幕下胶质瘤拥有相同分子生物学特性的基础上，研究者利用幕上胶质瘤细胞系建立DIPG动物模型进行临床前期相关研究。例如Thomale等[21]运用模型探索局部加强运载系统，克服血脑屏障对化疗药物阻碍的方法；Yang等[22]用于评估基因治疗的疗效等。这些模型在一定程度上推动了脑干胶质瘤研究的进步，然而人们在临床与基础方面的研究发现，脑干胶质瘤与幕上胶质瘤生物学特性存在一定的差异性，这对脑干胶质瘤相关临床前期研究造成偏倚。
2010年后，Hashizume等[23]首次用儿童DIPG细胞植入裸鼠桥脑，因活检获取的标本是世界卫生组织Ⅱ级胶质瘤，为保证肿瘤细胞具有稳定增殖能力，研究人员利用逆转录病毒载体将人端粒酶和逆转录酶导入SF7761细胞，成功建模，但基因重组增加细胞内基因的不稳定性。Becher等[24]和Barton等[25]根据DIPG的可能发病机制，利用转基因鼠诱导法建模，排除植入方法出现的同种异体和异种免疫排斥现象，避免肿瘤细胞在培养基内培养而出现的生物学特性改变，避开其他发病因素影响，减少实验偏倚，问题是：第一，以病毒为载体介导的基因重组，会出现基因整合和表达不稳定；第二，大多数起源与表达nestin阳性的原始细胞，这种细胞在脑干背侧导水管、第四脑室，而大多数人DIPG被认为起源于脑干腹侧。即便如此，DIPG转基因小鼠模型和DIP G异种移植小鼠模型对DIPG起着指导临床试验的意义，理想状态下，药物在两种模型中均有效，才可以进入临床试验。
4 基础研究
4.1 DIPG与幕上胶质瘤有不同的生物学特性
在过去的30年里，国内外学者都是基于DIPG与成人幕上高级别胶质瘤拥有相同的生物学特性进行的基础及临床试验，但越来越多的研究表明这个观点是错误的[26]。
随着基因工具的不断普及，DIPG基因全景图逐步被揭开。多个基础研究提示DIPG相比于成人高级别胶质瘤及非DIPG的儿童高级别胶质瘤都有明显差异。Schroeder等[27]回顾了2012年之前的基础实验，关于DIPG在基因改变与儿童非DIPG高级别胶质瘤及成人高级别胶质瘤的不同。比如：Paugh等[28]完成了最大的DIPG尸检研究（n=43），他们发现DIPG中1q、2q、8q、9q的扩增及16q、17p、20p的丢失比另两种高级别胶质瘤更容易，而7号染色体的扩增和4q的丢失分别在成人高级别胶质瘤和儿童非弥散性脑干胶质瘤中更常见。另外，表皮生长因子受体扩增是成人高级别胶质瘤最常见的扩增基因之一，但在DIPG的尸检样本中却是罕见的。
4.2 组蛋白突变
Wu等[29]利用基因工程，对57例DIPG和70例非脑干高级别胶质瘤标本进行了分析，他们发现组蛋白H3基因（H3F3A和HIST1H3B）突变翻译p.Lys27Met（H3F3A和HISTiH3B分别发生点突变，腺嘌呤A突变为胸腺嘧啶T，使它们所翻译的蛋白质上27位的赖氨酸K 被蛋氨酸M取代）几乎只见于儿童DIPG及儿童中线结构（丘脑和小脑）的高级别胶质瘤；在儿童大脑皮质的高级别胶质瘤则常见组蛋白H3突变翻译p.Gly34Arg或p.Gly34Val。然而在成人高级别胶质瘤中这种组蛋白突变却很罕见。所有试验均提示这些差异可能是他们治疗上存在效果不同的原因。
4.3 ACVR1基因突变
其他DIPG已经知道的突变有：75%的样品中有p53突变，15%的样品中有PIK3CA突变，10%的样品中有血小板衍生生长因子受体A（PDGFRA）突变[30-32]。多篇文献报道DIPG经常发生ACVR1基因突变[29, 33-34]，ACVR1编码骨形态发生蛋白（BMP）信号通路中的激活素A受体（ALK2 receptor）[35]，BMP是转化生长因子β超家族中最大的亚家族。Smad蛋白是细胞内介导BMP信号通路中重要的下游信号分子。该通路在调节哺乳动物的生长，细胞的增殖和分化等方面有很广泛的生物学功能[36]。在ACVR1突变的DIPG患者中，SMAD1和SMAD5（SMAD1/5）的磷酸化水平较高，这是BMP信号通路下游分子激活的标志。虽然各种证据均提示ACVR1突变是DIPG发病的启动因素，但进一步的研究表明它可能只是为其他关键突变提供条件，而非主要启动因素[29]。
4.4 Hedgehog信号通路在DIPG中的研究
Hedgehog信号通路在肿瘤的发展、增殖中的作用已逐渐被认识，在中枢系统肿瘤中，率先发现与此通路有关的是髓母细胞瘤[37]。为探索Hedghog信号在DIPG中的存在，Monje等[38]利用死亡后DIPG患者的肿瘤组织建立了细胞系和动物模型，并且发现Hedgehog信号通路在DIPG肿瘤细胞及桥脑前体细胞（PPC）的高表达，证实了Hedgehog信号通路的异常与DIPG自我更新能力的提高以及桥脑腹侧肥大的密切联系。另外，Puget等[30]在动物模型中发现Hedgehog信号通路的相关基因如PTCH1、GLIS1、GJA1、SLC1A6、KCND2、PENK、GAD1都有上调，这与Monje等[38]所得到的结论是一致的。
4.5 DIPG分子亚型的发现
最新的研究中，Buczkowicz等[34]的研究表明80%的DIPG存在组蛋白H3.3或H3.1的p.Lys27Met突变。他们利用全基因测序，分析了25例DIPG患者标本，提出可将DIPG分为3个分子亚型（H3-K27M、silent、MYCN）。
MYCN亚型并无经常发生突变的基因，但它有易高甲基化，多为高级别胶质瘤的组织学特征。MYCN基因是myc基因家族的重要成员之一，与c-myc保持高度同源性，在调节细胞生长、分化及恶性转移中发挥作用。MYCN亚型中过度表达的基因有FAP、HRSP12、DYX2。这种亚型的DIPG高度扩增MYCN和ID2，提示可能在靶向治疗MYCN或ID2中获益。Silent亚型突变较其他两种亚型少，所有的低级别星形细胞胶质瘤几乎都来自这个亚型，但其总体生存时间与其他两组无明显差异，发病年龄偏小。此亚型被发现存在Wnt通路基因的过度表达，同时发现MDM2、MSMP、ADAM33也过度表达。3种亚型中H3-K27M亚型最常见，其存在组蛋白H3.3或H3.1的p.lys27Met突变。组蛋白是DNA的支持物，还在基因组印记和基因表达调节等多方面发挥重要的作用。组蛋白H3的N端赖氨酸修饰最为多样和重要，K27（代表27位赖氨酸）是甲基化和乙酰化的修饰位点。H3K27甲基化是一种抑制效应，它与该位点乙酰化具有拮抗效应[39]，只有去甲基化同时乙酰化才可实现基因激活[40]。因此，该位点的突变使得这个亚型拥有高度不稳定的基因组，常见端粒的选择性延长，这是引发下一步癌基因激活的重要分子事件。另外，PVT1、MYC、PDGFRA的扩增和放大及TP53突变在这个亚型也很常见。鉴于这种亚型的复杂性，如果靶向治疗有效，也需要多种方式及药物的联合治疗。
5 总结及展望
在借鉴脊索瘤研究的成功经验后，国内外学者为DIPG的研究提出了一条较为确切的路线图：获取标本，发现相关突变及靶向治疗位点，整合数据，临床前期及临床试验[41]。因DIPG标本极难获得，故单个机构的研究很难推动该疾病的进步，国际DIPG协作组织因此于2011年成立，它搜集来自全世界的DIPG患者信息，并资助有能力的研究机构，其目的在于通过广泛的合作，进一步认识DIPG生物学特性，从而找到更好的治疗方法。
随着我们对DIPG研究的不懈努力，越来越多的突变位点已被发现，如经常发生于组蛋白H3.1或H3.3的p.Lys27Met突变。但在改善患者预后上仍未出现新的、有效的治疗方式。所以加强国际合作，继续研究DIPG复杂且独特的生物学特性，不断提高临床前期动物模型显得非常重要，相信在不远的将来一定会攻克DIPG。