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胶质母细胞瘤中发现的全基因组模式可以预测患者的预期寿命

编辑:INC | 发布时间:2020-05-25 13:33 |

  在过去的70年里,胶质母细胞瘤(GBM)——非常常见、最具侵袭性的脑癌——患者预期寿命的最佳指标就是确诊时的年龄。现在,一个国际科学家团队已经通过实验验证了一个预测因子,它不仅更准确,而且更具有临床相关性:在整个肿瘤基因组的数十万个位点上,DNA丰度水平或拷贝数同时发生变化的模式。

胶质母细胞瘤

  全基因组型的患者平均存活时间为一年。然而,没有它的病人存活时间是正常人的三倍,平均为三年。这一结果来自于今天发表在《Applied Physics Letters应用物理快报》(APL)生物工程杂志上的一项回顾性临床试验。

  预测患者的预期寿命有助于医疗决策。原则上,GBM模式可以在今天以这种方式使用。例如,当病人的磁共振成像结果不确定时,这些信息可以帮助医生决定是否进行干预。

  在此模式中,包含的信息和其他模式,我们可以发现通过使用相同的数学方法,可以提高格林-巴利综合征和其他疾病的标准治疗。

  个性化医学

  拥有一个包含整个基因组的预测器也可以帮助药物获得监管批准。这是因为所有基因的累积效应被认为与药物反应有关。

  例如,我们希望GBM模式能在未来的临床试验中识别出哪些患者将从药物中受益。即使药物只针对一个基因,病人对药物的反应也取决于整个基因组的状态,而不仅仅是一个基因。

  任何额外药物的成功批准都具有重大意义。例如,在GBM中,在过去的40年里,只有一种药物,不能治愈GBM,从试验发展到标准治疗。

  GBM模式不仅预测存活,还包括已知的大多数DNA拷贝数改变,以及在发现GBM之前未被识别的至少同样多的改变,包括新的可用药靶点。这使得药物开发工作可以直接聚焦于已被证明与患者预后相关的基因靶点。

  发现患者预后和整个基因组之间的关系

  Alter的团队是第一个成功识别GBM肿瘤的DNA拷贝数和患者预期寿命之间的关系的团队,现在他们又进行了实验验证。然而,研究人员已经认识到这种类型的DNA改变是癌症的一个多世纪的标志,并在GBM肿瘤中观察了几十年。

  该团队通过开发和使用新的数学方法来比较和对比来自国家公开数据库癌症基因组图谱(TCGA)的肿瘤和正常全基因组,揭示了这一关系。以前曾多次尝试将肿瘤的DNA拷贝数与GBM患者的预后联系起来,但均以失败告终,包括以前使用其他方法对TCGA相同数据的研究。

  这是第一个包含整个肿瘤基因组的预测因子。

  新的数学方法克服了其他方法没有克服的三个明显的挑战。首先,他们在整个基因组的数十万个位点上发现了一致的模式,这些位点有30亿个核苷酸。第二,他们能够同时在肿瘤和匹配的正常基因组中做到这一点。第三,他们能够在一小群病人中这样做,大约100人,这在临床试验中是很典型的。

  “我们的数学方法之所以成功,是因为它们使用了数据集的复杂结构,而不是像通常那样简化或标准化它们,”研究人员表示。“这使得仅在肿瘤基因组中发生的模式与在正常细胞基因组中发生的模式以及由实验不一致性引起的变异得以分离。”

  这些方法可以用于任何类型的数据,生物或其他。因此,它们可以用于为各种健康状况(包括传染病)提供个性化的治疗方法。

  胶质母细胞瘤如何提高预期寿命?

  对于胶质母细胞的治疗,巴特朗菲教授表示,手术切除仍然是主要手段。在通过活组织检查或影像学检查确诊后,切除胶质母细胞瘤的治疗方法包括尽可能多地切除肿瘤。然而,由于这种癌症会进入脑组织,所以一般不可能全部切除。因此,还需要额外的治疗,如放疗、靶向药物治疗和/或化疗。

  在胶质母细胞瘤切除手术后,复发一般是难以避免的。对于复发后的胶质母细胞瘤,再次手术仍然是首要选择。即使考虑到脑外科手术的危险,包括神经损伤或死亡的风险,再次手术也是胶质母细胞瘤复发后的主要选择。

胶质母细胞瘤案例

  巴特朗菲教授脑干弥漫性胶质母细胞瘤案例一则

  研究表明,胶质母细胞瘤患者想要长期生存多次手术是必要的

  另外相关研究表明,接受多次手术的胶质母细胞瘤患者与那些只做一次手术的人相比,他们可能活得更久。“我们不愿意多次给脑癌患者做手术,因为我们害怕出现新的神经功能缺陷或伤口愈合不良,很多时候我们对这些病人的生存机会感到悲观,”Alfredo Quinones说,“但是这项研究告诉我们,手术越多,他们存活的时间就越长。我们不应该放弃这些病人。”

  在这项研究中,Quinones-Hinojosa和他的团队回顾了1997年至2007年接受手术切除胶质母细胞瘤的578名患者的记录。在最后随访中,354例患者进行了一次手术,168例进行了两次手术,41例和15例分别进行了3次和4次手术。接受1、2、3和4次手术的患者的中位生存期分别为6.8个月、15.5个月、22.4个月和26.6个月。

  Quinones-Hinojosa警告说,他的分析也可能高估了基于病人选择的多种手术的价值,而且有可能那些做得更好的病人,其肿瘤的生物学特性使他们更容易活得更长。进一步的研究需要证实他更积极的结论。

  对于胶质母细胞瘤重复手术,世界颅底肿瘤手术大师巴特朗菲教授表示,随着肿瘤体积的缩小,重复手术也可能增加放疗和化疗的疗效。每一次连续的手术,手术本身在技术上就变得更具挑战性,因为解剖结构的改变,血管被破坏,组织变得脆弱。

  INC国际神经外科医生集团提醒:胶质母细胞瘤想要延长生存期,首次手术的选择至关重要。高切除率的无神经功能损伤手术能够显著延长复发周期。因此,选择技术高超的神经外科医生团队以及先进的神经外科设备缺一不可。

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