少突神经胶质瘤是由定义的弥漫性浸润性神经胶质瘤和共同删除。他们的临床课程变化很大，存活期从几个月到多年不等，但关于其进展的途径或分层风险的最佳标记知之甚少。研究人员利用来自癌症基因组图谱的基因组数据的机器学习方法来客观地鉴定与少突神经胶质瘤的临床结果相关的分子因子，并将这些发现扩展到研究涉及肿瘤发生和与神经胶质瘤进展相关的临床终点的信号传导途径。研究人员的多方面计算方法揭示了与疾病进展相关的关键遗传改变和少突神经胶质瘤的较短存活率，并且特异性地鉴定了途径失活和途径激活，其与晚期疾病和不良临床结果的磁共振成像和病理学发现最强烈相关。研究人员的研究结果表明，途径失活和途径激活与晚期疾病和生存风险相关，将为临床相关的疾病进展标志物和治疗目标铺平道路，从而改善临床结果。此外，研究人员的方法展示了机器学习的强度和计算方法，用于识别大数据和精准医学时代对疾病进展至关重要的遗传事件。少突神经胶质瘤是弥漫性神经胶质瘤，其特征在于突变，启动子突变的共同缺失。他们在该组中具有最不具侵略性的临床过程，但显示出广泛不同的结果一些患者存活几个月，而其他患者存活超过几年。除了它们限定的遗传改变，少突神经胶质瘤也怀有其它突变，包括转录阻遏，远上游元件结合蛋白，磷酸肌醇激酶的催化和调节亚基。现在低级别胶质瘤在客观，分子来理解，进展和治疗的靶标标志物正在以纯队列评价，而无需不同的肿瘤类型的混杂污染。有人最近的调查表明突变与患者的少突差的临床结果相关联。动脉自旋标记是一种有前途的灌注磁共振成像技术，通过磁性标记动脉水作为内源性扩散示踪剂来量化组织中的血流量。动脉自旋标记磁共振成像是一种与对比度无关的技术，避免了造影剂的安全性问题，并且对造影剂泄漏效应的抵抗力增强。动脉自旋标记扫描可在几分钟内获得，具有高可靠性和可重复性，可广泛应用于临床。的几个研究已经证明动脉自旋标记磁共振成像的从发性中枢神经系统淋巴瘤区分高级别胶质瘤的能力，然而大多数这些研究都将患有高级别胶质瘤或发性中枢神经系统淋巴瘤的患者列为单一研究队列，无论他们在常规磁共振成像上的发现如何。此外，动脉自旋标记磁共振成像灌注值与非典型高级别胶质瘤和发性中枢神经系统淋巴瘤组织学标本的微血管环境之间的相关性尚未根据作者的知识确定。这项回顾性研究的重点是非典型高级别胶质瘤和发性中枢神经系统淋巴瘤在增强的肿瘤中没有显示出肉眼可见的坏死。目的是确定动脉自旋标记磁共振成像在非典型高级别胶质瘤和发性中枢神经系统淋巴瘤分化中的潜力，并通过比较动脉自旋标记绝对脑血流量和微血管密度来探索病理机制。
　　 随着可用于研究和潜在临床护理的基因组数据的巨大扩展，需要开发新的计算方法来研究高度多维和相互依赖的空间中的风险因素。机器学习方法能够通过识别成千上万个可能变量中的关键预测因素，以一种增加传统风险建模价值的方式使用大型基因组数据集。研究人员使用机器学习来使用癌症基因组图谱胶质瘤数据集来识别与少突神经胶质瘤的临床结果相关的分子因子。
　　 研究人员使用进展的神经影像学和病理学成像特征推进和翻译这些发现，以鉴定与晚期疾病状态最密切相关的分子生物标志物，如下定义：磁共振成像的对比度增强，数字化组织病理学图像中细胞密度高，细胞增殖增加。此外研究人员的方法使研究人员能够识别除个体生物标志物之外与更具侵袭性的疾病相关的关键信号传导途径。研究人员的方法证实了突变与疾病进展的关联和少突神经胶质瘤的生存期较短，并进一步揭示了和途径的异常调节与晚期疾病最密切相关。对遗传蛋白质神经网络模型的分析揭示了多发性神经胶质瘤中的多个突变，和与总体存活相关的蛋白质。突变是与预后不良相关的排名最高的因素之一损失发生在少突胶质细胞的主要子集，以前被认为是传统的风险模型预后不良的指标，为研究人员的模型的支持。排名因子的完整列表在补充材料。在这些因素中，研究人员关注途径，因为突变对弥漫性胶质瘤中的少突胶质细胞瘤具有相对特异性，发生在相当大的子集中，并且代表信号传导网络的一个组件，其可能更普遍地与疾病进展相关。途径亚基突变也是令人感兴趣的，因为它们在高度排名的阴性预后因子中高度富集。对基因表达神经网络模型进行类似分析以确定转录物的预后重要性，然后使用基因集富集分析来鉴定富含预后转录物的分子途径。基因集富集分析确定细胞内结构域调节转录途径高度富集与预后较好相关的转录本，提示途径失活与不良预后相关。信号的调节也显着富集了阳性预后转录本也显着富集与预后不良相关的转录物，特别是两者都与途径直接相关。接下来，研究人员将重点放在发病的突变以评估它们与疾病进展的影像学和病理学指标的相关性，包括：转录阻遏突变，远上游元件结合蛋白，包括染色体臂。在磁共振成像上观察到的对比度增强是众所周知的高级别疾病的标志物。在几例可获得磁共振成像图像的患者中，对比度增强肿瘤的总生存期较差与没有增强的那些相比，高度富集组织学肿瘤，由于细胞密度随疾病进展而增加，研究人员使用计算最近邻分析来量化几例组织切片中的细胞密度。更高的细胞密度趋向于更差的总生存期和更差的无进展生存期。高细胞密度病例也可用于组织学肿瘤，作为增殖的量度，分析了几个肿瘤的表达。基于免疫组织化学，表达与增殖指数强烈相关，并且在癌症基因组图谱病理学报告中列出。细胞增殖高的患者总生存期较差，无进展生存期没有显着差异。高增殖性肿瘤也富集组织学肿瘤，有可获得等级信息的几例高增生肿瘤。
　　 突变少突神经胶质瘤具有比野生型肿瘤更高的细胞密度，并且这种差异在所有突变和中最显着。与野生型相比，远上游元件结合蛋白突变体趋向于更高的细胞密度，并且转录阻遏突变体未显示增加的细胞密度。获得便士与较高的细胞密度显着相关的损失趋向于更高的细胞密度。突变体具有更高的表达，并且这种关联在所有突变和测试的中最强。远上游元件结合蛋白，转录阻遏和突变与表达没有强烈相关性。尽管增加，并且损失趋向于更高的细胞增殖，但没有一个达到统计学意义。由于突变与进展的放射学，病理学和分子学测量一致且强烈相关，研究人员研究了经典途径的下游靶标，包括分裂毛发增强子的家族成员和分裂的毛发增强子主题。由于几乎所有突变位于表皮生长因子区域内，它们抑制激活，研究人员假设这些靶标在突变体中下调。表达在肿瘤中降低，以达到统计学显着性与最近邻距离呈正相关，与细胞增殖呈负。表达与之间的负相关。因此在家族成员中表现出晚期疾病的表达降低，表现出最一致和统计学显着的降低。研究人员使用多方面，技术先进的计算方法来识别与分子定义的少突神经胶质瘤中的侵袭性疾病相关的分子事件，并揭示途径失活和激活作为关键事件。研究人员的深度学习神经网络方法分析了多平台癌症基因组图谱分子数据，生成了总生存的蛋白质遗传和基因表达模型，并提供了临床和分子危险因素的客观排序。根据最近的调查，突变被确定为研究人员深度学习预后模型中最高加权的风险因素之一，并且是在评估的每个终点中与疾病进展最相关的遗传事件磁共振成像对比增强，细胞密度和细胞增殖。因此失活点突变是少突胶质细胞瘤进展中最具临床意义的改变之一，并且可能表明途径的失活更普遍地导致不良的临床结果。家族是一组进化上保守的跨膜受体，可调节许多关键的生物学功能。途径通过细胞外配体结合激活，然后分泌酶切割以释放活性细胞内结构域，其定位于细胞核并与其配偶体结合以启动下游靶标的转录，都激活和灭活突变已在癌症中描述，包括在少突神经胶质瘤灭活突变，例如少突神经胶质瘤和头颈部鳞状细胞癌中所述的突变，在表皮生长因子样区域内富集并干扰配体介导的途径激活。研究人员的结果表明信号传导的失活可能与单独的突变相关，与少突神经胶质瘤的进展更相关。例如在临床进展的少突神经胶质瘤中观察到靶标的表达降低，而表达与多变量分析中的较短存活率最相关。显示出与细胞密度和增殖的强烈正相关，超过单独的突变，表明其他途径成员可能被灭活并导致下游靶活化减少。
　　 此外，研究人员发现核结合伴侣和经典途径的成员的突变和缺失与晚期疾病相关，提供了途径失活可能是一般进展机制的额外证据。通常募集辅阻遏蛋白并抑制下游靶标的转录，而活性结合并启动转录。遗传畸变可能防止活性从结合至转录复合物。然而还描述了的与无关的函数。在研究人员的队列中有突变，在另一个病例中纯合缺失，这个病例相对较低，但与其他形式的癌症一致。重要的是改变来自互斥突变，显示出与疾病进展的特征关联的强趋势，并且当单独考虑减少了下游靶的表达。当具有突变或的病例时一起考虑改变，联合组与疾病进展和途径失活相关性高于单独一种，并且与更差的无进展生存期强烈相关，再次提高了多种机制的途径失活可能与少突胶质细胞瘤进展相关的可能性。研究人员的分析揭示了与疾病进展相关的其他具有预后意义的染色体畸变，包括的损失以及的增加，也包含途径成员，并且可能与途径失活和疾病进展在机制上相关，但需要进一步研究。染色体含有编码早老素的基因，这是激活的分泌酶的组分抑制剂和锯齿状，一种受体配体。其损失几乎与相互排斥像差，包含编码的基因配体，含有去整合素和金属蛋白酶结构域的蛋白质，切割的控制者的分泌酶。染色体含有编码疯狂边缘的基因，这是一种关键的信号抑制因子，因此其过表达可抑制信号传导的识别作为与预后不良相关的途径成员的突变，研究人员将途径成员的基因表达与患者结果之间的联系，以及途径的下游效应物的发现在进展性少突胶质细胞瘤中被下调。指向揭示其他失活的家族成员的方向，可能在扩增或缺失的基因座内，并提供评估途径以预测临床行为的平台。在研究人员的神经网络分析中，亚基的突变是高度加权的阴性预后标志物，在研究人员的晚期疾病终点的一部分中得到了丰富，并且是多变量分析中较短存活率的标志物。突变是活化的，而的突变是失活的，并且两者都导致活性增强，下游激活和哺乳动物雷帕霉素靶标，这与许多癌症中的侵袭性临床行为有关。研究人员的神经网络识别信号传导的已知抑制剂，作为一种蛋白质，其表达增加与改善的结果密切相关。途径也与途径强烈趋同，这些途径被鉴定为研究人员的神经网络中最富含阴性预后转录物的途径。最后研究人员的免疫组织化学分析表明磷酸化的表达与较高等级的特征相关联，并且可以说具有作为预后标志物。重要的是研究人员对途径与生存风险和疾病进展的关联的鉴定并未表现出因果或时间关系，并且代表了研究人员研究的固有局限性。机器学习方法的使用不能解决特征协方差问题，这也限制了由更传统方法生成的模型的解释。研究人员无法证明或亚基突变在时间上从较低级别的肿瘤进化，导致其进展。完全可能具有失活和活化的少突胶质细胞瘤在其起始时实际上是不同的遗传子集，并且这些肿瘤更快速进展。需要对患有原发性和复发性肿瘤的患者群组进行纵向研究以确定时间演变。将来的调查还需要的和途径可驱动胶质瘤进展的下游靶的澄清。