神經膠質瘤簡稱膠質瘤，也稱為膠質細胞瘤，是最常見的原發性中樞神經系統腫瘤，約占所有顱內原發腫瘤的一半。根據世界衛生組織（WHO）分類方案分為星形細胞瘤、少支膠質瘤、室管膜瘤、松果體實質腫瘤、胚胎性腫瘤、神經母細胞瘤腫瘤等。神經膠質瘤預后差生存期短，且缺乏有效的治療方法，膠質瘤診斷一直依賴于神經影像學檢查。根據英國劍橋癌癥研究所的研究團隊最新研究成果發現：通過尿液或血液檢測就能夠檢測不同類型的神經膠質瘤，且檢測準確率大幅提升！
         該研究團隊招募了35例膠質瘤患者（30例高級別膠質瘤，英文縮寫HGG；5例低級別膠質瘤，英文縮寫LGG）；此外，還召集了26名健康志愿者和27名患有其他腦部或中樞神經系統疾病（頸脊髓病、腦動脈瘤-破裂和未破裂、腦積水和帕金森病）的患者。在這項研究中，研究人員開發了兩種并行的方法來檢測體液樣本中的腫瘤 cfDNA。體液樣本采用兩種基于測序的方法進行分析：PHP（患者特異性混合捕獲靶標）和SWG（淺層全基因組測序）。

       第一種方法適用于先前已切除膠質瘤并進行活檢的患者，該團隊設計了一種腫瘤引導的測序測試，能夠在患者尿液、腦脊液和血漿中 cfDNA 內尋找發生突變片段。在腦膠質瘤患者的腦脊液、血漿和尿液樣本中，通過PHP法檢測腫瘤源性cfDNA片段與非突變cfDNA片段的序列長短。在這三種生物液中，我們觀察到，與非突變型相比，突變型cfDNA的片段大小一致且顯著地向較短的方向轉變。
         在腦脊液樣本中，突變cfDNA的平均大小為148bp，而非突變cfDNA的平均大小為169bp；在血漿樣本中，160 bp對169bp；在尿液樣本中，101bp對133bp（(Wilcoxon, P <0.001 for HGG and P < 0.001 for LGG，所有三種體液的P<0.0001）。這種變化以前曾在其他癌癥類型的血液樣本中描述過，但之前沒有通過分析特異性突變衍生片段在神經膠質瘤或其他惡性腫瘤患者的尿液和腦脊液中直接觀察到。         緊接著，研究人員進一步使用全基因組測序分析了35名膠質瘤患者、27名非惡性腦疾病患者和26名健康人的尿液樣本中的cfDNA片段大小。與非惡性腦疾病患者（P=1.7×10^2）和健康人（P=5.2×10^9）的尿液相比，腦膠質瘤患者尿液中的cfDNA片段明顯增多。然后利用這些突變產生“靶向板”，對腦脊液、血漿和尿液進行高深度測序。通過整合數百個突變的信號，我們在大多數腦脊液、血漿和尿液樣本中檢測到腫瘤衍生信號。

       隨后，對該測序數據輸入到機器學習模型中，該模型可以區分膠質瘤患者的腦脊液、血漿和尿液樣本。通過機器學習分析，我們確定并測試了10個大小特征，這些特征可用于將腦脊液、尿液和血液樣本分類為來自健康個體或神經膠質瘤患者。這表明了通過對患者的腦脊液、尿液和血液進行全基因組測序分析可以真正實現非侵入性腫瘤檢測。
         綜上所述，與其他疾病類型相比，檢測腦腫瘤，特別是神經膠質瘤（GBM）患者的循環無細胞腫瘤DNA（cftDNA）具有極大的挑戰性。雖然腦脊液（CSF）中cftDNA的分析提高了檢測率，但這種生物液體既難以收集，也會給患者帶來明顯的不適；因此，通過采集腦脊液進行cftDNA檢測明顯不合適。雖然在血液或尿液中膠質瘤衍生的cftDNA信號僅存在微小水平，但相同的條件下血液或尿液形式的微創液體活檢方式更加適合。

       這項腫瘤研究的最新研究發現表明：通過對尿液或血液進行檢測就能夠準確鑒別不同類型的神經膠質瘤，且檢測方法可以與目前的腫瘤影像診斷方式進行結合，可以極大提升神經膠質瘤的檢測速度和準確率！
 
參考文獻
1、Fragmentation patterns and personalized sequencing of cell-free DNA in urine and plasma of glioma patients，EMBO Molecular Medicine