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检测胶质瘤患者脑脊液 |
胶质瘤患者血浆中无细胞肿瘤脱氧核糖核酸的检出率和浓度极低,使胶质瘤对目前基于血浆的液体活检方法难以治愈。最近使用脑脊液样品的测序的研究表明,然而这些方法基于肿瘤活组织检查中突变的鉴定和靶向测序或使用全外显子组测序的大规模,非靶向和昂贵的分析。尽管取得了这些进展,但脑脊液中无细胞肿瘤脱氧核糖核酸的检测仍然具有挑战性,因为它受肿瘤异质性和肿瘤位置的影响。胶质瘤中缺乏体细胞改变热点,进一步限制了靶向测定的效用。最近的研究已经检测了总无细胞脱氧核糖核酸中的碎裂模式,特别是血浆和尿样中总无细胞脱氧核糖核酸的肿瘤部分。已经提出了不同的释放机制,通过它们产生的总无细胞脱氧核糖核酸片段化模式可以识别。细胞凋亡与染色质切割的模式相关,虽然血浆中片段通常显示平均片段大小,但来自具有高肿瘤负荷的个体的样品显示出较短大小的趋势。非肿瘤总无细胞脱氧核糖核酸主要以片段存在,而无细胞肿瘤脱氧核糖核酸片段。此外在片段长度分布中观察到振荡模式,这可能对应于包裹在核小体周围的片段的长度。先前尚未表征脑脊液中肿瘤衍生的的大小特征。
研究人员在低覆盖深度下使用双链文库制备和配对末端浅基因组测序来推断几个胶质瘤患者脑脊液样本中的体细胞拷贝数改变片段大小分布。尽管基因组测序的群体规模小且灵敏度有限,但通常检测到无细胞肿瘤脱氧核糖核酸的存在仅低于总总无细胞脱氧核糖核酸的浓度,研究人员的检测率与先前使用更昂贵的全基因组测序方法进行的研究相似。通过组织活检的测序来跟踪先前在每个患者中鉴定的肿瘤突变的靶向方法具有更高的无细胞肿瘤脱氧核糖核酸检测率,但是对侵入性活组织检查的要求使得这些方法在临床环境中不实用且昂贵。脑脊液中总无细胞脱氧核糖核酸的水平与的存在相关,总无细胞脱氧核糖核酸浓度最高的脑脊液样本来自肿瘤患者,但与肿瘤体积无关。对于一个患者肿瘤组织的是可从肿瘤内的多个子区域。即使未检测到某些私人改变,也在脑脊液样本中观察到不同肿瘤子部分之间的共同改变。通过在胶质母细胞瘤通常改变的几个基因的检测到的表明脑脊液和肿瘤组织的样品。有趣的是在四个肿瘤活检组织之一中遗漏了三个基因组改变,此外研究人员比较肿瘤样品和其他患者。脑脊液样品中的检测和确认受肿瘤大小,总无细胞脱氧核糖核酸水平和神经胶质瘤等级的影响。
配对末端基因组测序还允许分析脑脊液样品中总无细胞脱氧核糖核酸片段的大小分布。对于患者研究人员分析了匹配的脑脊液,血浆和尿液样品中总无细胞脱氧核糖核酸的片段化模式。脑脊液中的碎裂模式与血浆和尿液样本中观察到的碎裂模式不同。在表现出的片段的富集八个脑脊液样品,并在低或不存在的峰。片段大小分布的分析显示,脑脊液样品中片段小于。观察到主要在患者与具有在碱基。在一名患者中也注意到峰,这可能代表与组蛋白变体相关的片段化模式。与检测到的无细胞肿瘤脱氧核糖核酸患者表现朝向较短的片段大小的偏移。患者检测的也有片段的相对富集的尺寸范围碱基对。除了向脑脊液中更短的总无细胞脱氧核糖核酸片段大小的转变,研究人员还观察到片段大小分布中周期性峰模式的幅度与基因组测序数据的大小分布和这些脑脊液样本中的水平之间的负相关性。因此峰值片段大小的总体减少与亚核小体峰的幅度的减少相关。振荡模式的起源被认为是由于其绕组蛋白核心缠绕而导致的可接近性变化。癌症中的替代性核酸酶活性或释放的替代机制可能在这种碎裂模式中产生改变。使用这种亚核小体断裂特征使研究人员能够识别那些无细胞肿瘤脱氧核糖核酸浓度较高的脑脊液样本,而不管点突变或的分析。
总之,来自几名原发性脑肿瘤患者的脑脊液总无细胞脱氧核糖核酸的无靶标基因组测序在患者中鉴定出。在分析多个肿瘤样品的一名患者中,在脑脊液中检测到的总无细胞脱氧核糖核酸重现了在肿瘤组织中检测到的总体改变,并进一步鉴定了在一个肿瘤区域中不存在的。总无细胞脱氧核糖核酸大小分析的分析证明了原发性脑肿瘤患者的脑脊液中较短长度的片段的相对富集。这种短片段数量的增加与脑脊液中肿瘤来源的的存在相关。最后研究人员观察到片段大小分布中周期性峰的振幅与水平之间存在显着的负相关。这种片段化特征提供了另一种检测脑脊液中无细胞肿瘤脱氧核糖核酸存在的方法,该方法不需要事先了解肿瘤内的点突变或组合和基因组测序对总无细胞脱氧核糖核酸的片段化分析提供了重要的基因组信息,与或肿瘤活检分析指导的靶向测序相比,成本更低,速度更快。该方法可用于通过全基因组或捕获测序鉴定样品以进行深入和更昂贵的分析。
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胶质瘤是颅内最常见的恶性肿瘤,发病率占颅内原发性肿瘤的50%,居第1位,多见于成人,好发部位以额叶、颞叶、顶叶居多。胶质瘤患者男性发病率高于女性,发病年龄以成人多见,30~40岁为发病高峰年龄。不同病理类型的胶质瘤各有其高发年龄,室管膜瘤的高发年龄在10岁以前,星形细胞瘤多见于中年人,老年人以胶质母细胞瘤多见。 |
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