英短蓝猫银渐层图片 http://www.jichuc.com/dzzz/6443.html背景介绍
胶质瘤是中枢神经系统中最常见的肿瘤类型，根据细胞来源可以将其分为少突胶质细胞瘤，室管膜瘤和星形细胞瘤。其中星形细胞瘤又可以根据恶性程度进一步分为Ⅰ-Ⅳ级，其中Ⅳ级肿瘤称之为胶质母细胞瘤(GBM)。根据基因组、转录组和蛋白质组学可以将胶质瘤分为三个分子亚型：前神经型、经典型和间质型，每个亚型有不同程度的基因改变，反映于不同的信号通路，最终导致对治疗药物的反应程度不同，进而影响患者的诊断与预后。
当前针对于GBM的治疗方法包括手术以及术后的放化疗。常用的化疗药物为替莫唑胺(TMZ)，但是用TMZ治疗的患者预后较差，存活率较低。后来研究出了免疫治疗策略，可以改善患者治疗结果。
诊断GBM主要是根据影像学技术和组织活检，相比较而言，检测循环中的生物标志物的方法——液体活检，无创，而且可以使用血液样本观察潜在的血流动力学改变，可以使患者受益。
关于GBM研究的最新方法
2.1诊断
主要通过神经影像学，同时用组织活检进行确诊。然而在脑部肿瘤中取材的风险较大，甚至有些肿瘤组织无法取材，因此该方法需要改进。后来出现了小分子分析，主要包括染色体1p和19q的联合缺失，p53的表达与突变，IDH1突变体的出现以及表观遗传学的改变。
2.2治疗
由上述可知，当前主要的治疗手段为手术以及术后放化疗。而手术切除全部肿瘤的难度很大，使肿瘤组织侵入到邻近正常组织中，进而使该病的复发率较高。
2.3预后和假性进展
为了获得预后信息，在治疗后进行脑部MRI扫描。图像上出现的增强对比度的病变可能是由于肿瘤进展引起的，也可能是放射治疗后的变化（也称之为假性进展）引起的，可以自然消退。在10%-30%的GBM患者中出现假阳性进展，因此区分假阳性和真正的病情恶化十分重要。最近Brandes等人通过组织活检证实了MGMT基因启动子甲基化水平与假阳性率有关。Kang等人发现肿瘤组织中p53过表达与假阳性率呈正相关。Qian等人还表明干扰素调节因子9（IRF9）和X射线修复交叉互补1（XRCC1）均与假阳性率升高有关。
使用一些非侵入性方法可以优化GBM的诊断与检测，主要包括MRI/MRS、血浆免疫分析和液体活检，其中MRI是金标准，但MRI起初不能够区分各高级别的胶质瘤，在识别脑部肿瘤的感染原因，淋巴瘤及转移方面也有困难。先进的MR技术可以提供肿瘤相关的更多细节信息。
3、液体活检
当肿瘤将内容物释放入血液时，可以直接获取体液。大多数生物标记物的半衰期较短，无血清时会失活。脑脊液可以用于脑部肿瘤中肿瘤特异性生物标记物的研究，但是脑脊液的获取需要侵入性腰椎穿刺术。而液体活检直接用非侵入性方式获取实时肿瘤活性。
液体活检早已应用于许多肿瘤的诊断，包括乳腺癌、非小细胞型肺癌等。现也成功应用于GBM。Zhao等人报道称GBM细胞系来源的外分泌体可以促进脑部微血管内皮细胞增殖，而且在胶质瘤的不同阶段可以看到BBB的渗透性改变不同。因为疾病的恶化会加速BBB的破坏并增加其渗透性。间质瘤的EVs可以穿过血脑屏障，在GBM患者的血液中检测到，因此EVs是一种重要的液体活检标记物。GBM患者的所有循环生物因子如图1。
循环肿瘤细胞
4.1CTCs与转移
胶质瘤转移到中枢神经系统之外是十分罕见的，因为肿瘤细胞要穿过BBB或破坏免疫系统，但是仍有发生。肿瘤的转移与CTCs的出现相关。Szczerba和Gkountela等人通过小鼠实验证实了该结果。还有研究者证实了CTCs甲基化也与GBM的诊断有关。但是目前关于CTCs的研究仍然较少。
4.2CTCs的分离和特征
分离的方法有很多，其中之一是用特定蛋白质标记的试剂来选择或者去除表达特异性标记物的细胞。其他的分离方法主要是依靠不同的物理特性，应用技术例如过滤、超声、微流体等技术。CTCs的特征可以通过免疫细胞化学、分子技术和/或功能试验来证实。
4.3GBM中的CTCs
Muller等人检测了GBM患者的外周血中CTCs的量，胶质纤维酸性蛋白(GFAP)是一种GBM的标记物，可以调整EGFR基因扩增。同时作者也通过单细胞基因组分析表明肿瘤组织中CTCs存在突变，证明了CTCs更可能源于GBM。同样MacArthur等人检测了肿瘤细胞中的端粒酶活性以及巢蛋白的表达。Sullivan等人说明了GBM患者中外周血样本中CTCs的量，结果在进行性GBM中CTCs的量更多。然后，根据文献中鉴定的GBM生物标记物，在代表所有分子亚型的25种基因的表达之前，使用抗SOX2，微管蛋白β-3，EGFR，A2B5和c-MET的“鸡尾酒”来表征阳性CTC。分析结果表明GBM的CTCs显示出更多的间充质表型。Cao等人用多倍体染色体8阳性结果代表CTCs的阳性标准，并用GFAP阳性或阴性细胞和CD-45阴性细胞来验证胶质瘤的来源，在7种不同类型的胶质瘤患者中检测CTCs，在GBM中的检出率为82%，没有发现CTCs与胶质瘤不同级别之间的关系，但是有新增肿瘤大块病变的患者往往CTCs值较高。患者一个月后复查结果的影像学显示肿瘤斑块减少，这说明是假阳性进展而不是真的恶化。
Krol等人观察到第一个GBM中CTC集群，在进行性GBM中阳性率为53.8%。CTCs阳性的标准：至少含有9μl，CD45染色阴性，EGFR阳性，Ki67或微管相关蛋白EB1。Liu等人从GBM患者中分离得到CTCs，用免疫组化方法检测他们的特征，然后也通过细胞生存与凋亡试验分析CTCs对于放化疗的敏感性，结果高CTCs对于放化疗的耐药性增加。Malara等人报道了一个67岁老年患者，获取术前以及术后两个月的血液样品，前一个样品的CTCs值为4.5个/ml，第二个样品有所增加，而九个月后，患者肿瘤复发，五个月后死于该病，因此说明CTCs与患者颅内病变息息相关。研究表明敲除GBM患者的CTCs的方法治疗效果有限，且临床试验的数量有限，仍需要大量的临床试验。
循环肿瘤核酸
细胞可能会释放DNA或RNA进入循环系统，无细胞DNA（cfDNA）包含生理或病理条件下细胞释放的DNA片段，其主要来源是凋亡细胞。在肿瘤患者中主要是ctDNA，ctDNA的数量变化可以反应出疾病的程度，越靠近晚期的疾病中ctDNA数量越多，因此ctDNA可以作为一个重要的液体活检的生物标记物，但是对于ctDNA的检测仍有许多的困难。miRNA和lncRNA均为非编码RNA，在基因调节中有重要作用，循环中的RNAs可以在胶质瘤患者的血液和脑脊液中发现，可以作为诊断、治疗的生物标记物。
作者通过实验总结：血浆ctDNA分析的结果可为替代治疗方法提供选择。若要检测ctDNA，应该在治疗期间追溯肿瘤特异性突变(包括肿瘤特异性DNA增加或DNA甲基化状态的改变)，DNA甲基化状态代表了对于某种治疗方法的耐药性，因此追溯DNA甲基化状态的改变可以用于调整临床用药方案。Salkeni等人通过实验证明23%的GBM患者中存在EGFRvⅢ突变，包括外显子2-7的敲除，激活EGFR下游靶点，因此作者总结，EGFRvⅢ水平可能与肿瘤切除状态有关，不完全切除的肿瘤患者中EGFRvⅢDNA水平更高。
miR-21是肿瘤研究中一种重要的miRNA，在GBM患者的血浆与组织中上调，与患者的整体生存率和恶性程度有关。Wang等人分析了GBM患者的血浆，结果发现了miR-和miR--3p水平在术后升高，因此可以说明二者可以作为检测治疗的生物标记物。Zhi等人分析了患者的血清，得出结论miR-20a-5p,miR-a-5p和miR-b-5p上调与肿瘤恶性程度相关，miR-19a-3p,miR-a-5p和miR-b-5p与诊断差相关。此外还有许多与GBM疾病相关的特异性的生物标记物。
结论
实时获取脑部肿瘤活性的非侵入性检测对于疾病的诊断与治疗十分重要，当前的诊断主要依赖于影像学和肿瘤组织来源的数据，但是仍有许多挑战与限制。与MRI和组织活检相比较，液体活检有更大优势，可以优先反映出肿瘤信息。同时与其他的液体样本相比，脑脊液更具有代表性，可能是由于脑脊液直接源于大脑，但脑脊液的获取是侵入性的。
检测CTCs,ctDNA和外分泌体，例如IDH1,MGMT和EGFRvⅢ，是很有潜力的，因为他们是一种非侵入性获取肿瘤诊断与治疗信息的方法。联合应用以上的几种生物标记物可能更加有利，可以为临床治疗方案的调整提供更多信息。
原文信息
本文源于杂志《BritishJournalofCancer》，第一作者为JulianaMüllerBark，通讯作者为ChamindiePunyadeera，通讯单位为澳大利亚昆士兰科技大学健康与生物医学创新研究所；
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