许多肿瘤类型可以根据其脂质特征进行区分。在这里,以IDH1突变的神经胶质瘤为例,我们显示在手术期间使用环境MS技术监测的单一代谢物迅速提供高度相关的信息:肿瘤分类,基因型信息(即,2-HG-表达肿瘤携带突变IDH1或IDH2),和预后信息(即,2-HG-表达肿瘤具有更有利的结果)-所有具有优良的敏感性和特异性。
因为大约80%的II级和III级胶质瘤以及大多数继发性胶质母细胞瘤含有IDH1或IDH2突变,监测2-HG与术中MS可以想象地常规用于原发性脑肿瘤手术,首先进行分类肿瘤然后,如果存在2-HG,则指导最佳切除。在缺乏2-HG的肿瘤中,手术指导需要监测脂质特征或其他代谢物。据推测,我们在此描述的方法可适用于切除所有产生2-HG的肿瘤,包括软骨肉瘤和胆管癌。与脂质谱一起使用,可以快速生成对肿瘤的详细了解。
与用于量化2-HG的标准的更耗时的HPLCMS方法不同,环境MS技术能够实现快速数据采集,因此与手术的严格时间限制兼容。因此,我们工作中描述的方法可以提供指导优化切除鉴别肿瘤与正常脑组织的迭代过程所需的术中指导-这一区别在神经外科手术中对于改善患者预后至关重要[生存率提高和发病率]。需要注意的是DESIMS的典型的空间分辨率是-200微米,足以用于评估手术活检,其尺寸通常为2mm或更大。
虽然MRI是一种重要的术中工具它确实有局限性。MRI是肿瘤存在的间接量度;它没有明确地揭示正在进行手术的肿瘤类型,有时也无法将肿瘤与反应性邻近组织区分开来;每次术中MRI扫描需要1小时或更长时间才能进行和解释;MRI不是迭代过程(即,在手术过程中通常只能进行一次扫描);并且外科医生需要推断从MRI中学到的东西,以判断需要移除多少组织(无法明确地直接询问手术区域中确切的组织区域是否是真正的肿瘤组织)。此外,开颅术后发生的脑结构变形(即“脑移位”)使术前图像不准确。重要的是,进行MRI是外科手术的主要中断。此外,每个包含MRI机器的手术室花费超过1000万美元,因此仅在最先进的手术室中发现术中MRI,并且对于许多外科医生和患者而言,这些重要技术的使用受到一定程度的限制。DESI-MS平台基本上可以在任何手术室设施中实施,而成本只是其中的一小部分。很清楚,如何用DESIMS表征2-HG可以在神经外科手术中发挥重要作用。
在特定肿瘤类型中积累的其他代谢物如琥珀酸盐和富马酸盐可能同样被证明是用于指导MS方法手术的有价值的代谢物标志物。随着代谢组学发现工作的加强,有用代谢物标记的干部将显着扩大。这无疑将增加的应用程序的广度和可能使用DESI技术或其它环境电离方法(基于MS的方法诊断工具2,50-52)。在快速时间范围内对流体评估分子信息应该允许通过分子线索(即“分子边缘”)更准确地确定肿瘤边缘,增强实现最佳肿瘤切除的可能性。我们方法的低组织要求也提高了在外科手术和非手术环境中检测细针穿刺,核心针活组织检查或多种肿瘤类型的骨髓活检的可能性,以及一些支持该声明的初步数据可用。
迄今为止,手术仍然是患有脑肿瘤的患者的第一个也是最重要的治疗方式。由于我们在此描述的潜力,代谢物成像MS是一种新工具,具有广泛而强大的临床和研究应用,可以改变脑和其他实体瘤患者的外科治疗。
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