血液ctDNA在实体瘤中的应用已经十分广泛，晚期患者的检测及预后评估、治疗指导等方面进展迅速。然而，其在脑胶质瘤中的应用由于收到血脑屏障（BBB）的限制而进展缓慢，但是相关研究仍在进行当中，其中不乏一些令人鼓舞的好消息。
脑癌，尤其是最常见的一种胶质母细胞瘤，具有高度侵袭性，被称为最具破坏性和致命性的肿瘤之一。尽管手术和医学取得了进步，但大多数脑癌患者的预后仍然不佳，中位生存期很少超过16个月。血-脑屏障(BBB)是中枢神经系统的保护性半透屏障，它的存在极大地阻碍了药物向大脑的传递。
血脑屏障是中枢神经系统和毛细血管之间高度选择性的动态界面。它是药物通过血液循环系统进入中枢神经系统的最大障碍。血脑屏障主要由毛细血管内皮细胞、内皮细胞间紧密连接、星形胶质细胞和基底膜组成，其中毛细血管内皮细胞和内皮细胞间紧密连接是血脑屏障的基本结构。血脑屏障之所以能使物质无法轻易进入脑组织，主要是毛细血管内皮细胞所起的作用[1]。
展开剩余83%一、患者信息及样本采集
基于循环肿瘤DNA(ctDNA)的液体活检是临床肿瘤学领域的一项新工具，但由于ctDNA水平较低，其在胶质瘤中的应用迄今受到限制。
本研究纳入了10名患有脑胶质瘤的患者，8名4级胶质母细胞瘤，1名3级IDH1突变型星形细胞瘤，1名2级少突胶质细胞瘤。其肿瘤组织至少来自两次手术，并提供了49个纵向采集的血浆样本以供分析。
结果
在93.8%的血浆样本中检测到了源自胶质瘤的ctDNA突变。在所有检测到的突变中，有25%仅出现在血浆中。在接受替莫唑胺治疗后，错配修复(MMR)基因MSH2和MSH6的突变是最常见的循环基因改变，并且在肿瘤组织在手术中出现复发迹象之前，这些突变往往首先出现在血浆中。每个患者的平均cfDNA浓度与肿瘤级别相关:2级为27ng/mL，3级为60ng/mL，4级胶质瘤为116ng/mL。
结论
这项试点研究表明，血浆ctDNA在胶质瘤检测中是可行的，并且可能为组织活检提供敏感且互补的信息。此外，通过血浆ctDNA检测在初始组织活检中未发现的新的MMR基因突变，可能提供关于化疗耐药性发展的早期指示。需要在大样本队列中进行进一步的临床验证[2]。
二、错配修复基因ctDNA突变
研究还发现错配修复缺陷（MMRd）是由MMR基因的获得性突变引起的，是神经胶质瘤产生TMZ耐药性的另一种机制。即使是很小的MSH2/6活性减少也会导致体外TMZ敏感性显著降低。与MGMT甲基化不同，后者在胶质瘤进展过程中保持稳定，MSH2和MSH6在TMZ治疗后复发的GBM中更为常见。比较了TMZ治疗前后的血浆样本，TMZ治疗后在7名患者中观察到MMR基因突变，包括MSH2或者MSH6(20%),PMS26%），以及MLH1。在PBMC测序分析中没有MMR基因突变，这表明在ctDNA中发现的这些MMR突变直接来自神经胶质瘤。
同时也发现在胶质母细胞瘤中，超突变预后更差，并且对PD-1抑制剂几乎没有反应。高突变发生在大约2%的新诊断GBM和16.6%的进展性患者中，并且仅发生在接受TMZ治疗的患者和接受胰岛素治疗的MGMT甲基化患者中。
2例患者（20%）在TMZ后发生了高突变，定义为肿瘤突变负荷（TMB）大于10个突变/Mb。
其余未发生超突变可能是因为他们接受了贝伐单抗而不是TMZ或是可能是由于MGMT未甲基化。
三、使用数字PCR检测ctDNA的探索
该研究纳入110名神经胶质瘤患，包括26名2级胶质瘤、13名3级胶质瘤和71名4级胶质瘤。共有359份血浆样本可用于ctDNA分析，平均每位患者4份样本。使用数字PCR方法进行检测。
通过2.2ng/mL的中位术前cfDNA浓度将患者分为高和低cfDNA组。这两个队列在年龄和切除范围上相似；然而，低cfDNA队列有明显更多的2级患者和IDH1突变。cfDNA浓度高的患者生存期明显较差（OS中位数23个月对14个月）和PFS（中位数13个月vs7个月）。
同时比较了30例患者的血浆cfDNA浓度与MRI肿瘤体积变化的关系，每个患者都有3个以上的随访血浆样本。观察到在这些患者中的大多数（25/30）中，cfDNA的增加或减少与肿瘤体积的相应变化无关[3]。
▲高cfDNA组和低cfDNA组生存曲线
在36名携带IDH1-R132H突变的患者中，没有观察到IDH1m或VAF浓度的显著差异。比较了IDH1m手术前血浆中的浓度和VAF与生存结果。患者IDH1m拷贝数/毫升和VAF被分成高和低两组(中位数分别为0.25拷贝数/毫升和1.1%)，发现VAF或突变拷贝数/毫升与OS或PFS之间没有关系。没有发现术前血浆IDH1mVAF或浓度和MRI上的肿瘤体积变化的相关性。
因此，根据研究数据，血浆IDH1m浓度似乎不是监测肿瘤大小或进展的可靠标志物。
四、结论及思考
1.该研究使用了比先前报道多2-4倍的血浆，并快速处理，避免了DNA降解以及更特异的检测方法。在93.8%的血浆样本中检测到神经胶质瘤来源的ctDNA突变。所有检测到的突变中有25%仅在血浆中观察到。
2.血浆和组织突变之间的一致性不如其他癌症类型高并且低于报道的神经胶质瘤CSF和神经胶质瘤组织之间的差异，优于其他检测方法，在其他检测方法中没有发现血浆和肿瘤之间的共同突变。
3.突变中有25%包括关键的神经胶质瘤驱动因素，如IDH1突变，EGFR扩增，以及PTEN仅在血浆ctDNA中检测到突变，而在组织中未检测到。提示ctDNA可克服胶质瘤的异质性。
4.特异性强，阳性预测价值较高，但在任何一个时间点的阴性ctDNA结果在排除突变的价值较弱。
5.IDH1m检测每个血样的总灵敏度为84%，在7名有组织EGFRvIII的患者中有5名(71%)在血浆中检测到突变。
6.在治疗和监测阶段进行液体活检以检测MMRd，可能有助于早期确定TMZ耐药性并开始改变治疗方法，从而避免持续TMZ暴露引起的高突变风险。
总结
血液ctDNA检测为脑胶质瘤的无创诊断、动态监测和精准治疗带来了革命性的可能。虽然技术挑战仍存，但随着研究的深入，未来ctDNA有望成为脑胶质瘤管理的重要工具，帮助患者实现早诊早治、个体化用药，从而改善生存预后。
参考文献
[1] Chem Soc Rev. 2019 Jun 4;48(11):2967-3014.
[2] Neurooncol Adv. 2024;6(1):vdae041
[3] Neurooncol Adv. 2024;6(1):vdae027.
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