不用手术,比验血灵敏,科学家找到更适合脑肿瘤的液体活检方法
学术经纬 · 2019/01/24
美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心(MSKCC)的科学家报告了一种更适合脑肿瘤患者的液体活检方法,通过微创的腰椎穿刺,检测脑脊液(CSF)中来自肿瘤的遗传物质(ctDNA),从而追踪某些胶质瘤的疾病进程,并帮助指导临床决策。

本文转载自“学术经纬”。

随着诊治技术的迅速发展,肿瘤治疗进入精准医学模式。一类被称为“液体活检”的技术备受关注。相比手术获取组织进行活检,液体活检通过检查体液来获取肿瘤的特征信息,有诸多优势,比如操作简便,且适合在不同时间重复进行,便于监测肿瘤发展的进程。例如,检测血液里来自肿瘤细胞的DNA,近来已经可以为多种癌症提供早期病变的线索。

然而,对于原发性脑肿瘤患者来说,试图通过“验血”来检测肿瘤DNA却仍然是一件困难的事。在顶尖学术期刊《自然》刚刚在线发布的最新一期上,美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心(MSKCC)的科学家报告了一种更适合脑肿瘤患者的液体活检方法。他们通过微创的腰椎穿刺,检测脑脊液(CSF)中来自肿瘤的遗传物质(ctDNA),从而追踪某些胶质瘤的疾病进程,并帮助指导临床决策


在成人的脑肿瘤中,胶质瘤(gliomas)是最为常见的恶性肿瘤病变。按照世界卫生组织(WHO)的分级标准,胶质瘤可分为预后良好的低级别和容易复发、生存期短的高级别。临床上如何给胶质瘤患者制定适合的治疗方案,及时准确的疾病分类相当重要。

在胶质瘤发展早期,细胞会出现肿瘤特异性的基因突变,特定基因突变的组合特征可以定义不同预后的胶质瘤类型。如果液体活检可以反映出这些肿瘤遗传信息,就能提供可靠的诊断参考,同时还比手术活检更经济简便、对患者更加安全。


▲这项研究的通讯作者Ingo Mellinghoff教授(图片来源:MSKCC官网)

Ingo Mellinghoff教授带领的研究团队在给85名胶质瘤患者的临床症状做评估时,以腰椎穿刺方式采集了患者的脑脊液样品,并对此展开分析。

利用该研究机构专有的癌症基因突变测序平台MSKCC-IMPACT,研究人员对脑脊液样品做了测序分析,在近半数患者的脑脊液中检测到源自肿瘤的基因突变。多因素分析显示,脑脊液中是否含有ctDNA与患者之前的病程长短、接受的治疗方法都没有明显联系,然而,和患者的死亡风险却是相关的。研究结果表明,脑脊液检出ctDNA的胶质瘤患者,死亡风险是阴性患者的4倍!

由于这些患者之前都接受过肿瘤组织活检或切除,研究人员将肿瘤活检和脑脊液活检得到的基因测序结果进行了比照。结果发现,定义低级别和高级别胶质瘤的特征性基因突变组合在两种活检结果之间是一致的。也就是说,在脑脊液中发现的ctDNA可以准确地代表肿瘤基因组。


▲肿瘤活检和脑脊液活检测出的癌症基因突变特征一致(图片来源:参考资料[1])

在脑脊液检测出ctDNA的胶质瘤患者中,研究人员还同时采集了血浆标本,对其中的无细胞DNA(cfDNA)进行高通量测序。不仅80%以上未能检测到突变,在检测到的突变当中,突变等位基因丰度也不及脑脊液活检检测的结果。这些数据表明,在胶质瘤患者体内,脑脊液中的肿瘤DNA积蓄量高于血浆,因此用脑脊液检测ctDNA的方式比验血活检更灵敏。

胶质瘤还有一个特点是癌症基因组随着疾病进展有大量进化,在同一病人的初始肿瘤和复发肿瘤之间也只有部分基因突变是相同的。本次研究中,有一部分患者在采集脑脊液后的数周内接受了神经外科手术,于是研究人员又对患者切除下来的肿瘤组织做了基因图谱分析,发现与近期脑脊液活检的结果几乎相同,这个结果提示,脑脊液活检方法还适用于评估肿瘤进化中的特征性基因变化。


▲间隔三周之内,腰椎穿刺的脑脊液活检结果和肿瘤组织活检得到的基因突变有较高的一致性(图片来源:参考资料[1])

接下来,鉴于目前显示并非所有的胶质瘤都会有DNA进入脑脊液,研究团队将在后续工作中继续确认最早什么时候可以在脑脊液中检测到肿瘤DNA。

正如研究人员所说,“胶质瘤是最具侵袭性的癌症之一,我们希望用一种微创的技术来监测胶质瘤基因组的变化,推动基因型导向治疗的临床开发和应用。”

参考资料

[1] Alexandra Miller, et al., (2019), Tracking tumour evolution in glioma through liquid biopsies of cerebrospinal fluid. Nature, DOI: 10.1038/s41586-019-0882-3

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