儿童常见脑肿瘤的高效检测策略

德克萨斯农工大学、贝勒医学院和德克萨斯儿童医院的一组科学家开发了一种更精确地检测和监测一种常见儿童脑癌的方法，为临床医生实时观察癌症对治疗的反应奠定了基础。

髓母细胞瘤(MB)，最常见的儿童大脑肿瘤，目前的诊断依据是临床症状、核磁共振成像检查和肿瘤活组织检查。然后通过常规核磁共振成像来监测肿瘤的物理变化。临床医生还反复进行腰椎穿刺，通常称为脊柱穿刺，以收集数据脑脊髓液(CSF)检测是否存在肿瘤细胞。

“如果脑脊液中没有肿瘤细胞，临床医生可能认为他们的治疗是有效的，并继续这个疗程。然而，脑脊液测试结果和患者的最终结果往往不一致，”贾立博士说，他是德克萨斯A&M生物科学技术研究所表观遗传学与疾病预防中心(CEDP)的研究助理教授，也是该研究的第一作者科学的进步。“因此，我们非常希望有一种更敏感的方法来系统地评估和监测治疗后的肿瘤反应，同时，在通过MRI或CT扫描看到肿瘤有明显的解剖变化之前，自信地检测肿瘤复发。”

换句话说，临床医生希望能够监测患者的肿瘤状态，以便在有证据表明肿瘤再次复发或开始恶性增长时，能够尽早进行干预。液体活组织检查——在体液(如血液)中检测癌症DNA或其他疾病生物标记物的方法，正越来越多地被用于监测成人癌症，如结肠癌和乳腺癌。这项技术是评估癌症进展、治疗反应和复发的一种相对非侵入性的方法。目前的技术可以检测血浆中与癌症相关的基因突变。然而，这种方法对小儿脑癌更具挑战性，因为这些癌症通常只有很少的突变。根据研究人员的说法，它们可以被描述为“基因平淡”，这意味着它们的DNA本身没有大量的突变。

相反，小儿脑瘤经常有表观遗传变化。换句话说，在癌细胞中，不是DNA本身被突变所改变，而是某些关键基因被调控其活动的表观遗传变化所开启或关闭。儿童脑癌中表观遗传异常的存在使得研究小组认为CSF等生物体液中的表观遗传标记可能是检测和监测这些类型癌症的有效方法。

使用液体活检治疗小儿脑癌的另一个问题是，由于血脑屏障阻止脑瘤DNA释放到血液中，脑瘤DNA很难在血浆中检测到。相比之下，CSF与中枢神经系统中的脑肿瘤细胞相互作用，可以用于液体活检。然而，脑脊液中DNA含量极低，使其难以研究。

李博士和黄芸南希博士、孙德强博士一起开发了一种新的方法来解决这个问题，并成功地从脑脊液中非常少量的DNA中绘制了全基因组的DNA甲基化图谱。他们使用的脑脊液样本来自德克萨斯儿童医院的医生在20年的时间里建立的生物样本库。“脑脊液中的肿瘤细胞在循环过程中降解，但是DNA比细胞持续的时间长得多，所以在生物样本中可以发现细胞游离肿瘤DNA (ctDNA)，”黄说，他是该中心的副教授，也是该研究的共同通讯作者。

研究人员开发了一种实验和计算方法来分析这种DNA。他们的结果显示，表观遗传标记，DNA甲基化，可以检测CSF的ctDNA，作为一个潜在的生物标记来报告MB肿瘤的状态和允许预后。

“这本质上是一种检测循环DNA中DNA甲基化的全新方法，并将其用于儿童的生物标志物检测和定量癌症德克萨斯农工大学医学院教授、生物科学与技术研究所转化癌症研究中心主任、该研究的合著者Peter Davies说。

最终，这项研究将导致一种生物标记试剂盒的开发，临床医生将能够使用它来监测儿童脑肿瘤患者。为了达到这个目的，还有许多步骤要做，但这些发现已经引起了医生的极大兴趣，并显示了临床应用的希望。

戴维斯说:“德克萨斯儿童医院的医生们建立的生物样本库是一种无价的资源。”“所有的样本都是患者在知情同意的情况下捐献的，最终，是患者及其家属愿意保存他们的样本以供未来研究，这才使这项工作成为可能。”

“这是利用‘团队科学’来回答真正重要问题的一个经典例子，而这些问题如果没有独特的专业知识就无法解决，”医学学院教授、FRSB博士、CEDP主任Roderick Dashwood说。“我们在德州医疗中心拥有独特的专业知识，但你需要把这些杰出的人聚集在一起。其中包括内科医生、生物信息学家和表观遗传学专家。这些人通常来自不同的机构，但我们将他们集中在一起，以解决临床翻译中非常重要的问题。”

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