Cell：从三维全肿瘤角度揭示胶质母细胞瘤的进化和异质性

胶质母细胞瘤是成人中致死率最高的原发性脑肿瘤。一项新的研究详细介绍了一个多学科研究团队开发出的一种首创的交互式三维空间方法，它能揭示新的治疗靶标，并为用户提供胶质母细胞瘤的全面三维图谱，为开发新的精准医疗策略提供参考。相关研究结果发表在2024年1月18日的Cell期刊上，论文标题为“Glioblastoma evolution and heterogeneity from a 3D whole-tumor perspective”。

论文共同通讯作者、杜美国西北大学分子医学教授Feng Yue博士说，“这是首次在脑肿瘤或任何实体瘤中开展此类研究，你可以研究整个肿瘤的基因突变，而不是只关注肿瘤的某一部分。”

胶质母细胞瘤是一种侵袭性、治疗抵抗性的脑肿瘤，预后很差。患者确诊后的平均生存期估计为15个月，平均五年生存率不到7%。治疗效果不佳的部分原因是肿瘤内异质性和进化，这有助于这种肿瘤抵抗治疗。

然而，在整个胶质母细胞瘤肿瘤以及所有其他类型的实体瘤中确定这些不同的特征仍然是一个挑战，因为这方面的研究历来依赖于一次只能描述肿瘤一个区域的单组织活检。

图片来自Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2023.12.013

Yue说，“传统上，要发现肿瘤中的基因突变，人们只需从肿瘤中取出一块，然后进行靶向或全基因组测序。但由于肿瘤的不同区域可能存在不同的突变，这种方法可能会错过潜在的关键驱动突变，所以这就是为什么我们真地希望在整个肿瘤水平上研究突变。”

为此，包括Yue在内的一个多学科研究团队开发出了一种新型三维神经导航平台，它可以帮助一次性识别患者胶质母细胞瘤多个区域中的肿瘤内特征和空间模式。

这些作者随后将他们的平台用于 10 名新确诊和未经治疗的胶质母细胞瘤患者的肿瘤组织样本，并对100 多份突出了肿瘤多样性的样本进行空间绘图。他们然后将这些样本的坐标与患者大脑的核磁共振扫描结果整合在一起，绘制出患者整个肿瘤的360度交互式三维图谱。接着，Yue和他的合作者利用多种基因组学、表观基因组学和单细胞方法研究这些样本，揭示胶质母细胞瘤的微环境异质性和空间模式，使得他们能够确定这种肿瘤的最早起源和克隆进化。

此外，在他们的三维系统中，用户可以选择突出显示肿瘤中的哪些特征，包括基因组、表观基因组和微环境突变，这可以帮助科学们家更好地理解肿瘤可能用于产生治疗抵抗性的进化分子途径。

Yue 说，“我们的想法是，如果我们在同一肿瘤的所有不同区域都发现了一种突变，那么这种突变就更有可能是驱动突变或癌症起始事件。但如果我们只研究肿瘤的一个区域，我们可能就无法如此清晰地了解克隆的起始和进化过程。”

Yue说，这项新研究首次从三维全肿瘤角度展示了胶质母细胞瘤的进化和异质性，可能有助于确定新的治疗靶标，不然目前的精准疗法将因肿瘤异质性而无法有效治疗患者。

Yue说，“通过这类研究，我们能够发现许多被其他平台遗漏的新型融合。其中一些甚至可以利用美国食品药品局（FDA）批准的药物进行靶向。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Radhika Mathur et al. Glioblastoma evolution and heterogeneity from a 3D whole-tumor perspective. Cell, 2024, doi:10.1016/j.cell.2023.12.013.

New 3D spatial approach reveals interactive view of glioblastoma and therapeutic targets
https://medicalxpress.com/news/2024-01-3d-spatial-approach-reveals-interactive.html