解放军总医院神经外科团队研究脑脊液ctDNA在胶质瘤诊断中的应用

近期，中国人民解放军总医院神经外科医学部余新光教授团队的研究文章《Applications of cerebrospinal fluid circulating tumor DNA in the diagnosis of gliomas》（脑脊液ctDNA在胶质瘤诊断中的应用）在线发表于国际期刊《Japanese Journal of Clinical Oncology》。文章第一作者赵振宇副主任医师，通讯作者余新光教授。

胶质瘤是脑内最常见的原发性肿瘤，其诊断治疗是神经外科研究的热点领域。由于侵袭性生物学特性，胶质瘤治疗效果仍不理想。早诊断并明确亚型对于制定治疗方案及预测患者预后具有重要意义。目前病理诊断仍然是胶质瘤诊断的金标准。然而，由于肿瘤存在异质性，病理检测主要代表活检部位的性质，肿瘤组织活检存在取样空间及时间的局限性。因此解放军总医院神经外科团队研究循环肿瘤DNA（circulating tumor DNA，ctDNA）在胶质瘤诊断中的临床应用。

循环肿瘤细胞(circulating tumor cell，CTC)及循环肿瘤DNA在多种实体瘤中具有诊断意义，但是由于血脑屏障，胶质瘤患者血浆中的CTC或ctDNA含量较低，而脑脊液中ctDNA检测率相对较高。2016年解放军总医院神经外科通过检测17例胶质瘤患者配对肿瘤组织及脑脊液中DNA的突变，显示两者具有较高的一致性，对照组正常脑脊液中未检测到相应肿瘤DNA突变。

图1. 胶质瘤患者肿瘤组织tDNA及脑脊液中ctDNA突变情况。红色代表脑脊液ctDNA检测到的突变数量，绿色代表肿瘤组织tDNA检测到的突变数量，蓝色代表脑脊液和肿瘤组织中都检测到的突变数量。

图2. 肿瘤组织tDNA（浅蓝色条）和脑脊液ctDNA（深蓝色条）突变的频率。所有肿瘤组织tDNA突变在脑脊液都检测到，而有16个脑脊液ctDNA在胶质瘤肿瘤标本中没有检测到。

脑脊液中ctDNA突变包括胶质瘤组织检测的31个突变，而脑脊液中检测到16个ctDNA突变在胶质瘤肿瘤标本没有检测到。结果表明脑脊液ctDNA可以作为肿瘤组织DNA的补充参考，且由于混合了不同部位肿瘤细胞脱落或凋亡的DNA片段，因此脑脊液提供了更丰富全面的多部位肿瘤细胞混合的信息。

通过对患者术前及术后的ctDNA比较，研究发现ctDNA含量和胶质瘤荷瘤量相关，且胶质瘤复发患者脑脊液中 PTEN 和TP53 突变较为常见。目前影像学检查是监测胶质瘤患者复发的主要手段，但是肿瘤细胞突变肿瘤复发早于影像学检查阳性的时间，且有时影像学检查很难分辨是肿瘤复发还是假性进展，此时脑脊液中ctDNA监测可能对胶质瘤进展提供诊断依据。

2016年，世界卫生组织（WHO）中枢神经系统肿瘤分类突破传统分类方法，根据组织形态学与分子遗传学相结合的原则，提出整合诊断的方法。不同类型的胶质瘤患者预后及治疗也存在差异。研究表明2，3级胶质瘤患者（Lower Grade Gliomas，LGG）较常检测出IDH-ctDNA突变，而所有GBM患者（4例）脑脊液中均检测到Rb1 ctDNA突变。IDH突变型弥漫性星形细胞瘤脑脊液可检测出IDH ctDNA突变，而IDH野生型的原发性GBMs中，患者脑脊液Rb1和EGFR ctDNA突变比例较高。

图3. 胶质瘤患者脑脊液ctDNA突变情况。A.每个胶质瘤患者脑脊液ctDNA基因突变数；B.患者年龄、病理、级别、原发性或复发性，取样与脑室的距离；C.脑脊液中检测到突变的ctDNA；D.脑脊液ctDNA突变的频率，其中G代表胶质母细胞瘤，O代表少突胶质细胞瘤，A代表星形细胞瘤。

综上所述，现阶段胶质瘤患者分子表型的检测在临床诊治中的作用越来越重要，然而病理检测存在取材差异、肿瘤异质性、无法动态反复多次取样，以及开颅手术困难，具创伤性和较高风险等局限性，解放军总医院神经外科团队通过研究胶质瘤患者脑脊液ctDNA，结果表明其可作为诊断胶质瘤并明确亚型的一种辅助方法。胶质瘤患者脑脊液ctDNA较肿瘤组织可获取更丰富的信息，肿瘤负荷越大，ctDNA检出率越高，这可以用于动态监测肿瘤进展，可早于影像学改变发现肿瘤进展并可与假性进展相鉴别。同时通过术前检测患者脑脊液ctDNA，有利于早期明确诊断，制定相应手术计划及治疗方案，并可用于预测患者预后和对放化疗的反应性。

ctDNA检测作为一种侵入性小、方便易行、动态观察的方法已越来越多地应用于实体肿瘤的临床管理全过程，同样在脑胶质瘤的临床应用也有广阔前景。但目前尚无统一的液体活检检测方法和结果评价标准。今后还需通过进一步的研究，建立标准化的、易于推广，可被医患者接受的共识和临床应用指南。

附：文章原文官方链接

https://academic.oup.com/jjco/article-abstract/50/3/325/5732433?redirectedFrom=fulltext

主要作者简介

赵振宇，解放军总医院神经外科医学部博士后，副主任医师，从事脑胶质瘤的精准外科手术及基础研究。2016年到美国哈佛医学院做访问学者。以第一作者发表SCI及核心期刊十余篇，参编医学混合现实著作一部。申请参与7项课题项目，为2018 年国家重点专项项目“重大出生缺陷三级防治示范体系的构建、应用及评价”的骨干成员。现为中国医师协会脑胶质瘤专业委员会青年委员会委员，北京抗癌协会神经肿瘤专业委员会青年委员会委员，国际多中心脑胶质瘤临床试验研究（AGILE）中国专家。

余新光，解放军总医院神经外科医学部主任医师，教授。全军神经外科研究所所长、全军神经外科专业委员会主任委员、中国医师协会神经外科医师分会副会长、中华医学会神经外科学分会委员兼神经脊柱学组组长。曾任中国研究型医院学会脑功能研究与转化专业委员会主任委员，中国人工智能学会脑科学与人工智能专业委员会副主任委员、中国认知学会常务理事。以第一完成人获得军队科技进步一等奖，与清华大学合作荣获国家科技进步一等奖。现主持国家重点研发计划“重大出生缺陷三级防治示范建立应用与评价”、多项国家自然科学基金。

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