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導(dǎo) 讀 近30年來,，原發(fā)性惡性腦腫瘤發(fā)生率以1%~2%的增長率逐年遞增,，在中國，發(fā)病率達(dá)到2~5/10萬,，其致死率過半,。以影像學(xué)為主的常規(guī)臨床檢測方式，其滯后性與非特異性已無法滿足現(xiàn)代精準(zhǔn)醫(yī)療的要求,。為突破困境,，腦脊液作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的循環(huán)液體，研究表明含有可檢測的循環(huán)腫瘤DNA,，因此檢測腦脊液中ctDNA的變化可反映實(shí)體瘤的情況,。通過腰椎穿刺獲取患者樣品后，可對其進(jìn)行分型,、藥物匹配,、預(yù)后及疾病的動態(tài)進(jìn)展的評估，為腦腫瘤患者的精準(zhǔn)診療帶來新希望,。 影像學(xué)檢測技術(shù)的局限性 許多不同亞型的原發(fā)病人接受外科手術(shù)伴隨放療和化療，由于缺乏中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性腫瘤臨床生物標(biāo)志物,，對病人的常規(guī)監(jiān)控方式是通過計(jì)算機(jī)斷層掃描射線照射或者M(jìn)RI(Magnetic Resonance Imaging)[1],。然而，影像學(xué)在疾病的進(jìn)展過程中對組織改變的檢測,，通常是非特異性,、滯后的（明顯腫瘤團(tuán)塊形成時才有效）。傳統(tǒng)診療過程中,，為了監(jiān)測疾病進(jìn)展,，病人就必然需要接受額外的外科手術(shù)或射線。 因此，臨床急需一個敏感性,、特異性較高的腫瘤標(biāo)志物,。 微創(chuàng)技術(shù)與液體活檢 微創(chuàng)技術(shù)檢測疾病負(fù)擔(dān)，對許多中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病來說是一種挑戰(zhàn),，這種挑戰(zhàn)與外科手術(shù)的高風(fēng)險(xiǎn)和現(xiàn)代成像模式的局限性相關(guān),。由于目前還缺乏一種有效的方式來評估腫瘤復(fù)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)或療效，因此許多病人需要接受重復(fù)的外科手術(shù),，例如30%的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者需要在復(fù)發(fā)時接受重復(fù)的外科手術(shù),。手術(shù)帶來一定損傷的同時，化療和放療也將被暫停,，這就耽誤了對病情有效的新治療靶點(diǎn)被檢測的機(jī)會,。 近年來，從腫瘤細(xì)胞釋放的cfDNA被證實(shí)可作為腫瘤特異性的生物標(biāo)志物,。ctDNA可以在多數(shù)的惡性腫瘤的血漿中檢測到,。然而，在腦腫瘤中,，包括高級別膠質(zhì)瘤和髓母細(xì)胞瘤,，可能由于血-腦屏障的存在而很難檢測到ctDNA。 圖1. 血—腦屏障模式圖 如何突破腦腫瘤中檢測ctDNA的瓶頸,？ 腦脊液特征 腦脊液（Cerebro-Spinal Fluid, CSF）,，無色透明液體，充滿在各腦室,、蛛網(wǎng)膜下腔和脊髓中央管內(nèi),，由腦室中的脈絡(luò)叢產(chǎn)生。正常成人的腦脊液約100-150ml,，處于不斷產(chǎn)生,、循環(huán)和回流的平衡狀態(tài)，與中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤細(xì)胞有密切接觸,，因此,，中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中，常常通過腰椎穿刺吸取腦脊液檢查協(xié)助診斷,。目前對于腦部腫瘤的檢測微創(chuàng)技術(shù)有：核磁共振成像和腦脊液的細(xì)胞學(xué)檢查,，這兩種方法都不能提供腫瘤組織基因組水平變化的信息。基于腦脊液與腫瘤組織,、細(xì)胞有大范圍的直接接觸,，腦脊液很顯然可作為腦癌液體活檢樣本的潛在來源，從而對腦部腫瘤的原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移灶進(jìn)行基因組水平的分析,。 腦脊液中檢測ctDNA 一些研究證實(shí)：ctDNA可以在解剖學(xué)相關(guān)的液體中發(fā)現(xiàn),，例如膀胱癌檢測尿液、肺癌病人檢測胸水?；谝陨献C據(jù),，研究人員考慮到原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤是否可以在腦脊液中檢測到一定水平的ctDNA？  圖2. 惡性腦腫瘤患者ctDNA釋放到腦脊液中模擬圖 證實(shí)一：腦脊液含有可檢測的ctDNA 為證實(shí)猜想,， Pan W等進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明：ctDNA可以在個體（原發(fā)性腫瘤腦轉(zhuǎn)移）的腦脊液中檢測到[2],。腰椎穿刺獲取腦脊液作為一種微創(chuàng)方式，在腦腫瘤病人的樣本獲取中是常規(guī)可行的,。  圖3. 腰椎穿刺獲取CSF及其檢測 研究顯示：CSF樣品中,，74%（26/35）可檢測到ctDNA[3]，與其他類型腫瘤中液體活檢的檢出率相近[4],。盡管本研究的檢出率未達(dá)到100%,，但是與其他的惡性腫瘤常規(guī)非創(chuàng)傷性實(shí)驗(yàn)相比仍是較優(yōu)的。 腦脊液可以在腦室和脊髓腔中快速循環(huán)[5],。因此,，從脊髓腔通過腰椎穿刺獲得的DNA與開顱手術(shù)中獲取的樣品非常相近。但需要注意的是,，個體中大的組織塊會阻斷腦脊液或增加顱內(nèi)壓,，腰穿可能存在風(fēng)險(xiǎn)。因此腰椎穿刺需要個性化對待,，參考因素有腫瘤位置,、CSF樣品獲取難易度以及患者臨床特點(diǎn)等。 對于手術(shù)或活檢不能實(shí)現(xiàn)時,，利用腰椎穿刺獲取CSF,，對ctDNA進(jìn)行相關(guān)基因的變異情況檢測，可為腫瘤的分型,、預(yù)后以及藥物匹配等提供重要的診療依據(jù),。 證實(shí)二：CSF-ctDNA監(jiān)控腫瘤變化 原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤、腦轉(zhuǎn)移瘤經(jīng)過檢測,，發(fā)現(xiàn)腦脊液中ctDNA的含量遠(yuǎn)高于血漿,。液體活檢相對于組織活檢而言，其對腫瘤的復(fù)發(fā)監(jiān)測方面有更顯著的優(yōu)勢：方便,，決定其可應(yīng)用于腫瘤病人的病情隨訪,，多次取樣。那么,，腦脊液中ctDNA的豐度是否存在動態(tài)變化規(guī)律？  2015年,，西班牙Vall d’Hebron大學(xué)的研究人員也進(jìn)行了相應(yīng)探索,。 檢測方案：通過開顱手術(shù)獲取腦脊液樣品，鑒定CSF-ctDNA的基礎(chǔ)水平，腰穿樣品可以作為縱向研究,，檢測其隨時間的推移,，檢出水平的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),，CSF-ctDNA隨著時間推移與腫瘤負(fù)荷（TMB）的變化,，存在豐度的改變[6]。 腦瘤的復(fù)發(fā)監(jiān)控：膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（GBM）經(jīng)手術(shù)完全清理病灶后,，仍會高度復(fù)發(fā),。復(fù)發(fā)的GBM基因組會發(fā)生明顯變異，CSF-ctDNA將以最小風(fēng)險(xiǎn)對復(fù)發(fā)情況進(jìn)行評估,，從而通過分子特征變化協(xié)助制定診療方案,。 顱內(nèi)轉(zhuǎn)移瘤：由于腦的特殊環(huán)境，顱內(nèi)轉(zhuǎn)移瘤基因組的改變不同于原發(fā)性腫瘤,，預(yù)后不良,。通過CSF-ctDNA來檢測基因組的變異，可以增加對原發(fā)組織病理和轉(zhuǎn)移灶病理變化情況的全面認(rèn)識,，協(xié)助推動精準(zhǔn)診療在腦轉(zhuǎn)移瘤上的應(yīng)用,。 隨著腦腫瘤的病理變化，CSF-ctDNA能為腦腫瘤監(jiān)控提供有效的生物標(biāo)記,，其動態(tài)變化可直接反應(yīng)診療效果,。  泛生子基因檢測示例 基于對腦脊液ctDNA檢測作為腦腫瘤的液體活檢形式，尤其結(jié)合二代測序（NGS）平臺優(yōu)勢,，泛生子基因于2015年就開始進(jìn)行腦脊液臨床檢測應(yīng)用領(lǐng)域的探索,，至今已積累近百例腦脊液檢測的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)與數(shù)據(jù)，如下案例：  圖4. 高靈敏度數(shù)字PCR平臺檢測膠質(zhì)瘤腦脊液 注：GBM：glioblastoma,，BSG：glioma of brain stem,； 黃色標(biāo)注為腫瘤位置，√：檢測到對應(yīng)突變,；※：未檢測到對應(yīng)突變,。 高靈敏度數(shù)字PCR檢測平臺：在對GBM和BSG兩種膠質(zhì)瘤患者的腫瘤組織、CSF,、血漿三種不同樣品的檢測結(jié)果中顯示,，CSF中ctDNA與腫瘤組織的gDNA的突變位點(diǎn)的檢測一致性非常高；同時,，在相同病人的血漿ctDNA中卻檢測不到對應(yīng)變異信息,。 參考文獻(xiàn)： [1] Kros JM, et al. (2014) Circulating glioma biomarkers. Neuro-oncol, 10.1093/neuonc/nou207. [2] Pan W, Gu W, Nagpal S, Gephart MH, Quake SR (2015) Brain tumor mutations detected in cerebral spinal fluid. Clin Chem 61(3):514–522. [3] Yuxuan W，et al.(2015) Detection of tumor-derived DNA in cerebrospinal fluid of patients with primary tumors of the brain and spinal cord. PNAS 112(31):9704-9. [4] Allory Y, et al. (2014) Telomerase reverse transcriptase promoter mutations in bladder cancer: High frequency across stages, detection in urine, and lack of association with outcome. Eur Urol 65(2):360–366. [5] Chamberlain MC, Kormanik PA, Glantz MJ (2001) A comparison between ventricular and lumbar cerebrospinal fluid cytology in adult patients with leptomeningeal metastases. Neuro-oncol 3(1):42–45. [6] LD Mattos-Arruda, et al. (2015) Cerebrospinal fluid-derived circulating tumour DNA better represents the genomic alterations of brain tumours than plasma. Nature Communications 6: 8839. 本章內(nèi)容小結(jié) 結(jié)合理論與實(shí)際,，大多原發(fā)性腦腫瘤可以釋放ctDNA到CSF中,，通過腰椎穿刺這種微創(chuàng)形式,，可常規(guī)獲取腦脊液中的ctDNA作為臨床研究的生物標(biāo)志物。因此,，CSF-ctDNA為復(fù)發(fā),、不宜進(jìn)行手術(shù)的患者提供了新的選擇，可用于輔助制定后續(xù)治療方案,，更打破了精準(zhǔn)醫(yī)療時代下中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤診療的困境,，為患者帶來了新的希望。 下期預(yù)告 腦脊液ctDNA液體活檢應(yīng)用系列之——經(jīng)典案例   泛生子致力于以覆蓋癌癥全周期診療各個環(huán)節(jié)（風(fēng)險(xiǎn)評估,、早期篩查,、分子病理診斷,、用藥指導(dǎo)和預(yù)后監(jiān)測）的健康管理產(chǎn)品,，將基因組學(xué)有效應(yīng)用，協(xié)助醫(yī)療專家,、科研機(jī)構(gòu)等,，為癌癥患者,、癌癥高危人群及健康人群，提供可靠的分子診療方案,、專業(yè)的癌癥遺傳風(fēng)險(xiǎn)評估,。
成立三年時間，泛生子已建成國際先進(jìn)的多元化檢測技術(shù)平臺及生物信息分析平臺,，成立了美國北卡,、中國北京雙研發(fā)中心，并在北京,、上海,、杭州、重慶建成了總面積超過10,000平米的臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)中心,。 4000-996-336 www.genetronhealth.com 長按圖片,，關(guān)注泛生子基因 |
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