神经纤维瘤病一型是一种常见的肿瘤易感综合征，其中胶质瘤是流行的肿瘤之一。神经纤维瘤病一型中的胶质瘤形成导致在患者的整个寿命期间发生的低度至高度恶性肿瘤的异质谱。在神经纤维瘤病一型患者中发展的胶质瘤的遗传和表观遗传改变的模式以及与散发性神经胶质瘤的相似性仍然未知。在这里，研究人员展示了受神经纤维瘤病一型影响的患者中低级和高级神经胶质瘤的分子景观。研究人员发现神经纤维瘤病一型基因的易感种系突变经常转变为纯合子，神经纤维瘤病一型-胶质瘤的体细胞突变负荷受年龄和等级的影响。高级别肿瘤具有的遗传改变，与端粒的替代延长相关的编码染色质重塑蛋白的频繁突变，并且富含转录/染色质调节和激酶途径的遗传改变。低级肿瘤表现出较少的突变，其在激酶途径的基因中过度表达。低级神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤表现出免疫特征，淋巴细胞浸润和新抗原负荷增加。脱氧核糖核酸甲基化将神经纤维瘤病一型神经胶质瘤分配给是一种定义不明确的异柠檬酸脱氢酶野生型亚组，富含编码染色质重塑蛋白突变。因此，神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤的分析定义了一个独特的景观，概括了一部分散发性肿瘤。
　　 神经纤维瘤病一型是常见的常染色体显性疾病，导致最常见的肿瘤易感综合征。神经纤维瘤病一型影响在美国,与一般人群相比,患有神经纤维瘤病一型的个体患有由恶性和非恶性疾病风险增加引起的广泛临床表现。神经纤维瘤病一型由神经纤维瘤病一型肿瘤抑制基因中的种系突变引起,该基因编码称为神经纤维瘤蛋白的酶活化蛋白，其作为癌蛋白的负调节剂起作用。神经纤维瘤通过加速活性结合的向其无活性的结合形式的转化，通过几种下游信号传导效应子调节细胞生长和存活。因此，预测神经纤维蛋白表达的丧失，如在与神经纤维瘤病一型相关的肿瘤中所见，通过过度活化导致细胞生长和存活增加。最近的全基因组测序研究表明，散发性恶性肿瘤包括散发性胶质瘤具有单倍体无效或无效的神经纤维瘤病一型缺失，表明神经纤维瘤病一型在一般人群中起着体细胞肿瘤抑制剂的作用。神经纤维瘤病一型患者倾向于发生脑肿瘤，神经胶质瘤和被视为个体，与神经纤维瘤病一型。神经纤维瘤病一型儿童发生视神经通路，低级别胶质瘤。神经纤维瘤病一型患者也容易发生非视神经胶质瘤，更常见于生命晚期，其表现为一系列组织学亚型，包括高级别胶质瘤。尽管在神经纤维瘤病一型患者中发生中枢神经系统肿瘤的倾向是公认的，但神经纤维瘤病一型患者中发生的神经胶质瘤的分子特征仍然模糊不清，阻碍了新型治疗方法的开发和应用。目前尚不清楚神经纤维瘤病一型-胶质瘤是否概括了最近在散发性胶质瘤中发现的亚型的分子谱。在这里，研究人员报告了神经纤维瘤病一型-胶质瘤的综合分析。研究人员定义了儿童和成人中低级别和高级别肿瘤的不同特征，并描述了综合征神经纤维瘤病一型和散发性神经胶质瘤的基因组特征的比较评估。
　　在该研究中分析的肿瘤群组由来自多名患者的多个胶质瘤样品组成，其符合神经纤维瘤病一型的临床标准。肿瘤样本来自多名儿童和多名成人，加上一名缺乏年龄信息的患者，被归类为低级别和高等级。患者年龄的频率分布在分别表现出两种主要模式。儿童主要发生低度恶性肿瘤，高级别胶质瘤主要发生在成人中。年龄和研究人员的队列中的等级分布是与观念神经纤维瘤病一型-胶质瘤童年时主要是良性的，而恶性以后的生活中出现一致的。对多个神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤样品和匹配的血液脱氧核糖核酸进行全外显子组测序，并用于称为种系和体细胞单核苷酸变体，小插入和缺失，并复制数变异先前所描述的。由已知单核苷酸多态性的等位基因部分的深度依赖性相关模型构建的“指纹”分析产生的树状图，以鉴定来自同一个体的样品确认每个配对样本的正常血液和神经胶质瘤组织的匹配。研究人员验证了全外显子组测序通过二次检测发现的每一类种系和体细胞脱氧核糖核酸序列改变。通过匹配的血液和肿瘤脱氧核糖核酸的测序证实种系和体细胞体细胞单核苷酸变体。在各种变体类型中，研究人员验证了体细胞单核苷酸变体，因此被称为经过验证的变体。研究人员通过应用包括八个独立算法的致病性预测平台确定了每个错义突变和框内插入缺失的功能影响。通过估计经检测的全外显子组测序检测的体细胞复制数变异，并通过基因组脱氧核糖核酸的确认。研究人员还对肿瘤的核糖核酸测序和肿瘤的脱氧核糖核酸甲基化进行了信使核糖核酸表达分析。
　　 为了确定发生胶质瘤的患者中易感神经纤维瘤病一型基因突变的模式和频率，研究人员通过全外显子组测序分析了血液脱氧核糖核酸。研究人员还使用最近描述的计算方法从仅肿瘤样品的分析中推断出神经纤维瘤病一型突变的种系状态，该方法模拟了在不同情景下基因组事件的等位基因频率，其中考虑了拷贝数事件，次要和主要等位基因以及克隆性。研究人员发现在所分析的患者中有使种系突变失活神经纤维瘤病一型基因。神经纤维瘤病一型种系突变率是由已经使用过多种和高度灵敏的测定法用于一些研究中的患者神经纤维瘤病一型先前报道的最高频率内神经纤维瘤病一型突变检测。在已鉴定的神经纤维瘤病一型种系突变中，先前已在神经纤维瘤病一型患者中报道了变体，而几种是新的致病变体。研究人员未发现先前与神经纤维瘤病一型样综合征有关的基因中的致病种系变异。血液和胶质瘤脱氧核糖核酸的比较分析显示，组成型神经纤维瘤病一型基因突变的变异等位基因频率增加，导致大多数肿瘤中杂合性的丧失。发生胶质瘤的患者的神经纤维瘤病一型突变谱不会聚集到神经纤维瘤病一型蛋白的特定结构域，突变的分布与患者年龄或肿瘤分级无关。这些研究结果都符合的胚系突变的广泛分销协议神经纤维瘤病一型先前未选择的神经纤维瘤病一型患者报告基因。他们还指出，发展脑肿瘤的可能性并不依赖于患者种系中神经纤维瘤病一型基因突变的特定模式。研究人员发现，除致病性神经纤维瘤病一型种系变异外，还有几个肿瘤携带第二个神经纤维瘤病一型体细胞突变。这一发现与以前的研究报道频繁的体细胞一致神经纤维瘤病一型中神经纤维瘤基因突变的神经纤维瘤病一型患者。研究人员使用了七种肿瘤样本中的四种，其中脱氧核糖核酸或核糖核酸可用于扩增包含种系和体细胞突变的单个片段，克隆扩增的基因组或互补脱氧核糖核酸，并对单个克隆进行测序。正如所料，研究人员发现每个肿瘤的多个克隆仅含有种系或体细胞突变，表明这两个突变位于不同的等位基因上。
　　 严格的体细胞突变调用算法应用于神经纤维瘤病一型队列，在肿瘤中产生了高可信体细胞突变，其中包括体细胞单核苷酸变体和插入缺失，其中预测会携带致病效应。随着年龄和年龄的增加，突变负担增加，成人的高级别胶质瘤的突变负荷比儿童的低级别肿瘤高。小儿神经纤维瘤病一型胶质瘤的最低突变率在儿科肿瘤的突变频率范围内。更具体地说，它反映了与成人相比，儿童散发性脑肿瘤突变的频率较低。然而，神经纤维瘤病一型-胶质瘤的突变克隆性在患者的年龄和肿瘤等级中是一致的。使用分析神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤的拷贝数变化导致鉴定根据改变的焦点，振幅和复发选择的复制数变异。统计学上显着的复制数变异。的异柠檬酸脱氢酶基因，其在零星低级别胶质瘤和神经胶质瘤的岛甲基化表型组成胶质细胞瘤的频繁突变，是野生型中的所有神经纤维瘤病一型-胶质瘤，不分等级和年龄。类似地，在儿科或成人神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤中不存在组蛋白基因突变，即在散发性小儿神经胶质瘤常见的遗传病变。此外，低级别神经纤维瘤病一型-胶质瘤中体细胞单核苷酸变体的情况与高级别肿瘤明显不同。散发性胶质瘤经常具有导致端粒延长的遗传改变。该过程通常通过野生型肿瘤中基因启动子的突变来进行。相反，在较低等级，成虫中含有共同发生的异柠檬酸脱氢酶和突变的散发性胶质瘤，端粒酶独立的端粒延长通过失活编码染色质重塑蛋白突变来维持，在神经纤维瘤病一型-胶质瘤中，研究人员未能通过靶向测序检测启动子中的突变，但研究人员发现基因的拷贝数增加在低级别高于高级别肿瘤中更常见。尽管缺乏异柠檬酸脱氢酶突变，高级神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤常常伴有编码染色质重塑蛋白的失活突变。相反，这种改变在低度恶性肿瘤中非常罕见。编码染色质重塑蛋白突变与基因拷贝数增加相互排斥，并与拷贝数丢失共同发生，与低级别肿瘤相比，高级别更常见，低级神经纤维瘤病一型-胶质瘤中不存在突变。编码染色质重塑蛋白突变来自多项式回归模型，包括年龄和年级，作为蛋白质编码区域中体细胞突变谱的唯一独立预测因子，编码染色质重塑蛋白突变体神经纤维瘤病一型中转换的积累。总之，与突变和拷贝数丢失一起，编码染色质重塑蛋白突变表征来自神经纤维瘤病一型患者的高级别而非低级别神经胶质瘤。
　　 对已经选择用于致病特征的复制数变异和体细胞单核苷酸变体进行的基因途径分析表明，通常以互斥的方式共同靶向五种生物途径。总共有高级别中的低级别神经纤维瘤病一型-胶质瘤中的关键生物过程中的一个或多个中具有遗传改变。其中包括激酶途径，与低级别神经纤维瘤病一型-胶质瘤相比，高级别更常被靶向，这是转录/染色质调节途径。在低频神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤的频率较高的高级别中断和核糖核酸剪接，影响高级别和低级别。相反，激酶途径更常见于低级别而非高级别肿瘤。纤毛/中心体的遗传改变发生在神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤的显着部分中，但是类似地分布在高级和低级神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤中。散发性胶质瘤的多区域抽样显示出一种显着的肿瘤内异质性。研究人员从患有神经纤维瘤病一型的成年患者的四个区域不同的毛细胞星形细胞瘤肿瘤片段中进行了全外显子组测序。在片段中，观察到的变化中有被所有样本共享，而变化损失和体细胞单核苷酸变体是单个肿瘤病变的私人。
　　 功能注释显示编码染色质重塑蛋白突变是预测产生截短或无活性编码染色质重塑蛋白蛋白的破坏性事件。根据老年患者中高级别肿瘤的频率增加，研究人员还发现神经纤维瘤病一型-胶质瘤中的编码染色质重塑蛋白突变主要发生在成人中。相反，编码染色质重塑蛋白突变在儿童中很罕见，因为小儿神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤中只有携带编码染色质重塑蛋白突变。由于预测神经纤维瘤病一型-胶质瘤中发生的编码染色质重塑蛋白突变严重影响编码染色质重塑蛋白蛋白表达，研究人员试图使用福尔马林固定的神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤的独立数据集验证研究人员的测序结果，石蜡包埋的样品和编码染色质重塑蛋白免疫组织化学。尽管在低级别肿瘤中有检测到编码染色质重塑蛋白蛋白表达，但在高级神经纤维瘤病一型-胶质瘤样本中有检测不到。因此，免疫组织化学数据与测序结果汇总，并证实来自神经纤维瘤病一型患者的大约一半的高级别神经胶质瘤失去编码染色质重塑蛋白，而编码染色质重塑蛋白则保留在低级别肿瘤中。接下来，研究人员询问在神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤的背景下编码染色质重塑蛋白的缺失是否与端粒延长表型相关。在原发性肿瘤中，端粒延长可通过测量特定类型的环状和大多数单链富含的染色体外端粒重复序列来确定。可获得基因组脱氧核糖核酸的神经纤维瘤病一型-胶质瘤的环测定显示，含有编码染色质重塑蛋白突变的胶质瘤中有对端粒延长特异性环的存在评分为阳性，但肿瘤中只有保留了野生型编码染色质重塑蛋白基因圈阳性。
　　 为了在神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤数据集中分离核糖核酸表达亚型，研究人员通过基于最易变基因的无监督共识聚类分析了来自高级和低级神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤的核糖核酸测序谱。导致主要聚类。对于低级神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤是高级别和特异性的，因此表明肿瘤分级是转录组聚类的主要驱动因素。接下来，研究人员试图确定表征每个集群的功能类别。使用测试构建基于两组之间最差异表达基因的层次聚类，从中研究人员提取测试统计的顶部和底部基因。研究人员使用最近描述的强大的双侧单样本基因组测试对高级别与低级别神经纤维瘤病一型样本进行了差异富集的基因表达类别的功能分析，以通知构建基因本体富集图谱网络。该网络显示，富含高级神经纤维瘤病一型胶质瘤的基因属于细胞周期和有丝分裂，染色体组织，核糖核酸代谢和神经发生的类别，而在低级神经纤维瘤病一型-胶质瘤中激活的生物学功能组成了一个互联的网络。免疫反应类别显着富集淋巴细胞效应子功能。为了识别表现出免疫细胞活化的个体低级肿瘤，研究人员使用富集的免疫基因组应用单样品。分析显示，低级神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤分为两组，分别以高免疫和低免疫基因表达为特征。两组中没有组织学组占优势。具有逆转录的应用，一种经过验证的计算方法，用于推断基质/免疫细胞的比例，从而推断肿瘤样本中的肿瘤细胞纯度，结果显示，低水平/高免疫组与任一组相比，肿瘤纯度显着降低，免疫评分更高。低级/低免疫或高级组。用五个不同的细胞基于转录的分析细胞特异性基因表达特征显示，低度/高免疫神经纤维瘤病一型-胶质瘤含有效应细胞的较高数目细胞。通过对淋巴细胞标志物细胞和细胞的定量免疫染色证实了这一发现。有趣的是，细胞浸润在高免疫神经纤维瘤病一型-神经胶质瘤中，包括颗粒酶阳性细胞，其是细胞细胞活化上调的关键细胞溶解效应物，以及对免疫治疗的有效反应。相反，对淋巴细胞和巨噬细胞的特异性标记物的免疫染色表明，这些细胞类型在高免疫组和低免疫组中都非常罕见。