Nature丨脑脊液——更适合用于胶质瘤的液体活检

撰文丨亦初

责编丨迦溆

胶质瘤是最常见的颅内恶性肿瘤，占脑肿瘤的40%～50%。它的异质性高，随着疾病的进展，处于不断演化中（图1）【1】。高通量测序技术的发展使得胶质瘤的分子标记物不断被发现，这奠定了胶质瘤精准分型的基础，例如弥漫性和间变性星形细胞瘤、胶质母细胞瘤突胶质细胞肿瘤及少突星形细胞肿瘤这些具有相似的分子遗传学特征可归为一大类【2】。我们知道胶质瘤预后不佳，治疗反应低。因此结合基因检测等技术不仅有助于胶质瘤的分型，也能帮助找出胶质瘤发生发展关键的靶点，进而开发出更合适的药物和疗法。

图1 胶质瘤的演化模型

液体活检（liquid biopsy）是一种快速、简便、非介入性的癌症检测方法。在大多数实体瘤中，血浆可以用于液态活检【3】。胶质瘤因为血脑屏障的作用导致释放的DNA不容易在血浆中检测到。早先报道使用脑脊液（cerebrospinal fluid，CSF，由脉络丛产生，在脑室、蛛网膜下腔和脊髓中央管内循环）作为液态活检标本可检测出原发脑肿瘤和脑转移瘤 【4,5】， 但脑脊液检测出的肿瘤DNA能否真实地反应胶质瘤发生发展中基因组的演进还不清楚。

北京时间1月24日，美国纪念斯隆凯特琳癌症中心Ingo K. Mellinghoff 和Michael F. Berger团队在Nature上发表了题为Tracking tumour evolution in glioma through liquid biopsies of cerebrospinal fluid的研究论文，证明了脑脊液（CSF）中肿瘤DNA的序列可以重演出胶质瘤进展过程基因组的演进。这种液体活检方法是可以反复、动态地监测胶质瘤的变化；因此有望替代脑组织的穿刺活检，进而帮助胶质瘤患者制定更好的治疗方案。

研究人员通过腰椎穿刺（lumbar puncture，神经科临床常用的检查方法）对85名胶质瘤患者的脑脊液进行了取样。在近一半（42/85）的患者中检测到了肿瘤来源DNA，有意思的是它们与肿瘤大小、进展和疾病预后相关；脑脊液中含有循环肿瘤DNA的患者的死亡风险是不含此类DNA的患者的4倍。

进一步研究发现，脑脊液中胶质瘤来源DNA序列（n=42）的测序结果与组织活检（n=553）的非常类似，也包含大量突变。有意思的是，在所有检出的样品中均检测到胶质瘤（胶质瘤的分子生物史演进模型：从启动生长到最终引起临床表现分为五个阶段【6】）发生早期的突变，如IDH1、IDH2（第一阶段：启动生长期）及1p/19q的联合缺失（第二阶段：癌基因诱导性衰老期）。虽然并不是所有类型的胶质瘤都会将DNA排入到脑脊液，但根据检测到的DNA仍然可以作为胶质瘤早期诊断的指标。

胶质瘤的基因组在疾病发展过程中会不断演变，监测它的进展要求反复进行组织活检；因此深入研究脑脊液中肿瘤源性物质（DNA、RNA、蛋白质和代谢物）将有助于胶质瘤的早期诊断和复发监测，从而实现肿瘤治疗个体化精准治疗。

参考文献：

1. Glioma through the Looking GLASS: Molecular Evolution of Diffuse Gliomas and the  Glioma Longitudinal Analysis Consortium. Neuro Oncol 2018, 20,873-884.

2. Comprehensive Genomic Characterization Defines Human Glioblastoma Genes and Core  Pathways. NATURE 2008, 455,1061-1068.

3. Siravegna G, Marsoni S, Siena S, Bardelli A: Integrating Liquid Biopsies Into the Management of Cancer. NAT REV CLIN ONCOL 2017, 14,531-548.

4. Pentsova EI, Shah RH, Tang J, Boire A, You D, Briggs S, Omuro A, Lin X, Fleisher M, Grommes C et al: Evaluating Cancer of the Central Nervous System through Next-Generation Sequencing of Cerebrospinal Fluid. J CLIN ONCOL 2016, 34,2404-2415.

5. Wang Y, Springer S, Zhang M, McMahon KW, Kinde I, Dobbyn L, Ptak J, Brem H, Chaichana K, Gallia GL et al: Detection of Tumor-Derived DNA in Cerebrospinal Fluid of Patients with Primary Tumors of the Brain and Spinal Cord. Proc Natl Acad Sci U S A 2015, 112,9704-9709.

6. Barthel FP, Wesseling P, Verhaak R: Reconstructing the Molecular Life History of Gliomas. ACTA NEUROPATHOL 2018, 135,649-670.

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