胶质瘤是最常见的中枢神经系统肿瘤，约占颅脑肿瘤的50%～60%，其发生率有地域差异[1]，并呈逐年上升趋势。年世界卫生组织(WorldHealthOrganization，WHO)中枢神经系统肿瘤分类、分级标准修定版已纳入基因型作为胶质瘤的重要诊断依据，肿瘤的分子生物学特征是影响胶质瘤患者治疗及预后的关键因素。目前，胶质瘤与影像学表型相关的基因学研究中，以表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor，EGFR)最为多见，异柠檬酸脱氢酶(isocitratedehydrogenase，IDH)的研究相对较少(16.7%)。笔者就胶质瘤IDH基因型与影像学研究进展予以综述。
1IDH基因在胶质瘤中的突变类型及特征
1.1IDH突变类型
IDH基因是由三个基因编码的三分子同工酶家族(IDH1、IDH2、IDH3)。IDH1、IDH2形成同型二聚体，IDH3形成异四聚体。IDH1存在于细胞质和过氧化物酶体中，IDH2和IDH3位于线粒体，仅IDH3参与柠檬酸/三羧酸循环。研究[2]表明，IDH突变与染色体不稳定性的增加相关。胶质瘤中发生IDH1突变比IDH2突变更常见，约90%IDH1突变涉及错义突变，即在氨基酸残基处将精氨酸聚合为组氨酸。IDH2在精氨酸处(类似于IDH1中的R)也可发生类似的错义突变。IDH的其他突变亚型(例如，IDH1-RC、RS、RG、RL和IDH2-RK、RM、RW)在胶质瘤中也有表达，所占比例约8%～11%[3]。胶质瘤中IDH1和IDH2突变主要是体细胞基因和杂合形式的突变，导致突变IDH不能结合异柠檬酸盐使其产生正常催化活性，并诱导代谢重编程，这种异常代谢途径在原发性脑肿瘤发病和进展中起作用[4]。IDH突变会阻碍细胞新陈代谢、降低抵抗氧化应激的能力。因此，IDH突变被认为是胶质瘤发生的早期遗传事件。
1.2胶质瘤中IDH突变频率
研究[5]表明，约54%～%弥漫性星形细胞瘤(WHOⅡ级)、66.1%间变性星形细胞瘤(WHOⅢ级)、64%～93%少突胶质细胞肿瘤(WHOⅡ～Ⅲ级)、50%～88%继发性胶质母细胞瘤(Glioblastoma，GBM)及5%的原发性GBM(WHOⅣ级)发生IDH突变，因此认为IDH突变是低级别胶质瘤(lowgradeglioma，LGG)和继发性GBM所特有的基因突变类型；而在毛细胞星形细胞瘤、室管膜肿瘤，神经元和混合性神经元-胶质肿瘤(如节细胞胶质瘤)等其他原发性脑肿瘤中并不占主导地位，甚至是罕见的。小儿胶质瘤的IDH突变发生率与成人原发性GBM相当。
1.3IDH突变肿瘤部位特征
IDH突变的肿瘤多位于单侧大脑半球、单叶，如额叶、颞叶、岛叶等，额叶最为常见[6]，额叶内侧面皮质是发生IDH1/2突变伴有TERT启动子突变的少突胶质细胞瘤的特定位置[7]。原发于幕下IDH突变型星形细胞肿瘤的临床和分子病理具有独特性，其中约80%的IDH突变是非IDH1-RH变异，最常见的是IDH1-RC/G和IDH2-RS/G突变，而这在幕上星形细胞瘤中很少见。此外，在幕下肿瘤中，ATRX缺失和MGMT启动子甲基化的频率(通常与幕上星形细胞肿瘤的IDH突变相关)显著降低。少部分肿瘤具有IDH1-RC/H3F3A-K27M共突变。IDH野生型星形细胞瘤优先定位于白质而非大脑皮层[8]。
1.4胶质瘤IDH突变与其他基因突变的共存及互斥
63%弥漫性星形细胞瘤和80%的间变性星形细胞瘤、GBM中IDH突变可与p53突变共存；LGG、间变性少突胶质细胞瘤、间变性少突星形细胞瘤IDH突变和1p/19q联合缺失显著相关[9]。IDH突变先于其他谱系特异性遗传变化发生，包括TP53、ATRX、1p/19q联合缺失、CIC和TERT突变等。IDH突变型LGG可能因后续发生KRAS、PIK3CA、PDGFRA、MET、PTEN和N-Myc等突变而发生恶变[10]。在儿童和成人高级别胶质瘤(highgradeglioma，HGG)中，IDH1/2突变与H3突变互斥[11]。在IDH野生型弥漫性星形细胞瘤中也观察到TERT启动子突变。IDH和TERT启动子野生型GBM存在不同亚型，并伴有频繁的PDGFRA突变。
1.5IDH突变组织学特征
免疫组织化学染色显示IDH突变型胶质瘤微血管周细胞覆盖率显著降低，微血管密度(microvesseldensity，MVD)略降低。此外，癌症基因组图谱(thecancergenomeatlas，TCGA)数据库显示血管生成因子(包括ANGPT1、PDGFB和VEGFA)的mRNA水平被下调及启动子高度甲基化[12]。IDH突变型星形细胞瘤由于肿瘤代谢物的抗血栓形成作用，其坏死率远低于野生型肿瘤。IDH野生型星形细胞瘤肿瘤血管生成更多，核异型性更显著，肿瘤实体部分细胞密度更高，因而具有更强的侵袭性。弥漫性胶质瘤脑组织浸润和反应性胶质增生的鉴别对患者预后意义重大，当遇到形态学上难以准确区分的病例(尤其是年龄＞50岁的患者)，单纯依赖IDH突变进行判断存在困难时，IDH及TERT启动子突变可能有助于提示存在脑组织浸润[13]。
2IDH突变与胶质瘤影像征象
2.1常规MRI征象
除了前述的IDH突变肿瘤存在部位特征以外，其他MRI特征还包括皮层受累、肿瘤少强化、瘤体信号均质、肿瘤边界清晰、瘤周水肿较轻、较高的肿瘤钙化发生率等[14]。初诊时年龄小于40岁，肿瘤大于6cm，以及T2-FLAIR不匹配征对IDH突变型星形细胞瘤具有高度特异性[15]。具有IDH1突变的GBM倾向位于左额叶，诊断时肿瘤体积可能更大，肿瘤无强化，囊性和弥漫浸润性成分增多，肿瘤更易靠近脑室，坏死和瘤周水肿程度、血管异常发生率降低，少突胶质形态增加，代谢产物也发生变化。
年龄超过45岁、多灶性、多中心性或脑胶质瘤病模式被认为是IDH野生型WHOⅡ/Ⅲ级胶质瘤的预测指标[16]；野生型GBM肿瘤强化部分体积更大。其他影像特征还包括肿瘤囊变率低，肿瘤强化(环形强化)、瘤周水肿更常见，FLAIR上信号异质性更大及边缘对比度较低、T1-FLAIR信号比值较低等[8]。病变坏死强化比例、肿瘤大小是预测低级别胶质瘤IDH突变的中度指标[17]。也有文献指出肿瘤强化程度不能区分IDH状态[18]。
2.2MR功能成像特征
扩散磁共振成像：IDH突变型胶质瘤表观扩散系数(ADC)高于IDH野生型肿瘤[8,14]。最小表观扩散系数(apparentdiffusioncoefficientminimum，ADCmin)、相对最小表观扩散系数(relativeapparentdiffusioncoefficientminimum，rADCmin)对鉴别LGG与HGGIDH突变状态具有参考价值[19]。结合ADC值、年龄和肿瘤形态学特征的预测模型可预测WHOⅡ/Ⅲ胶质瘤IDH状态。也有文献指出DWI不能区分IDH状态[18]。
研究表明IDH野生型胶质瘤存在各向同性扩散(p)和各向异性扩散(q)受抑制的现象。神经突方向分散度和密度成像(neuriteorientationdispersionanddensityimaging，NODDI)、扩散峰度成像(diffusionkurtosisimaging，DKI)等发现，WHOⅡ～Ⅲ级IDH野生型胶质瘤具有更高的各向异性分数(fractionalanisotropy，FA)、峰度各向异性(kurtosisfractionalanisotropy，KFA)及更低的平均扩散率(meandiffusivity，MD)[20]，这都反映出IDH野生型肿瘤细胞密度增加、浸润性生长的比例更高的特征。
磁共振波谱成像：IDH1/2突变的肿瘤细胞会积累IDH突变代谢产物2-羟基戊二酸盐(2-hydroxyglutarate，2-HG)，术前无创检测2-HG提示肿瘤的IDH1/2突变，有助于制定手术计划[1]，因此MRS被认为是一种有价值的技术，有研究表明MRS能够检出2-HG的存在，但是研究所使用的技术并不能在临床中常规应用[21]。一项胶质瘤全脑MRS研究发现，与IDH野生型胶质瘤相比，IDH突变型胶质瘤瘤体和瘤周区域的Cho增加[22]。IDH突变HGGMRS出现更高的流动磷脂峰(mobilelipids，Mls)。肌醇/总胆碱比值或脂质20(lipid20)也是区分IDH突变状态的重要参数。31PMRS采用3D化学位移成像(chemicalshiftimaging，CSI)检测磷脂代谢产物的研究提示其不能鉴别胶质瘤的IDH突变状态。
磁共振灌注成像：一项基于动态磁敏感增强MRI的研究显示与IDH野生型肿瘤相比，IDH1/2突变的WHOⅡ～Ⅲ级肿瘤局部脑血容量和脑血流量更低[14]；基于DCE-MRI的研究发现，Ktrans和TTP值是区分HGGIDH突变状态的最佳方法[23]。IDH野生型星形细胞瘤的平均灌注量和最大灌注量均高于IDH突变型星形细胞瘤和少突胶质细胞瘤。灌注比例系数(F)、快速表观扩散系数(fastADC)等体素内不相干运动成像(intravoxelincoherentmotion，IVIM)的参数[19]也有较高的预测率；胶质瘤瘤体及瘤周区域相对最小表观扩散系数(rADCmin)和相对最大脑血容量(rCBVmax)联合应用可能产生最大的IDH基因型预测能力[24]。
其他磁共振技术：酰胺质子转移加权(amideprotontransferweighted，APTw)成像研究发现IDH野生型WHOⅡ级胶质瘤通常有较高的APTw信号强度[25]，提示APTw信号可能是有价值的生物标志物。7.0TMRI弛豫补偿多池化学交换饱和转移成像(relaxation-
