日本制作出脑肿瘤液体活检早诊模型

日本国立研究开发法人国立癌症研究中心与东京医科大学的研究团队对通常只能利用CT和MRI等图像诊断的脑肿瘤,成功创建了基于血液检查的液体活检诊断模型。如果能利用血液简便精准地诊断脑肿瘤,即可实现通过体检等及时发现,从而有助于尽早开展治疗,进而改善预后。

本研究对高发病率的恶性神经胶质瘤(Glioma)等多种脑肿瘤,通过血液中的microRNA创建了高精度(灵敏度95%,特异度97%)诊断模型。另外,研究团队还试着对胶质母细胞瘤、脑转移瘤和中枢神经系统原发性恶性淋巴瘤等影像相似的恶性脑肿瘤作了诊断模型,结果表明也有望通过血液进行诊断。

相关研究成果已于12月6日发布在美国医学会杂志(JAMA)系列的开源期刊《JAMA Network Open》上。

对于此次的研究成果,日本国立癌症研究中心中央医院脑脊髓肿瘤科科长成田善孝表示:“本研究证明有望通过微量的血液检查替代通常图像检查对恶性脑肿瘤进行诊断,这一点具有重要意义。如果能进一步提高精度,实现血检诊断恶性脑肿瘤的话,就可以早期诊断并立即开始放射治疗和抗癌药物治疗,从而避开高风险的脑外科手术。下面再进行反复验证,希望实现恶性脑肿瘤早诊和提高治疗效果。”

本研究共对580份血液(血清)样品中的microRNA进行了全面解析,其中266例为脑肿瘤患者,314人为无脑肿瘤对照。其中为甄别高发恶性神经胶质瘤,又分别对157例恶性神经胶质瘤和109例其他脑肿瘤进行了解析。

由此,鉴定出了在恶性神经胶质瘤中浓度明显发生变化的多种microRNA。通过组合分析其中3种,创建了可判断恶性神经胶质瘤的判别式(“Glioma Index”)。

研究团队将解析对象分为探索组和验证组,验证了胶质瘤判别式的精度。最终确认恶性神经胶质瘤患者的准确判断率达到95%(图1),成功制成了高精度诊断模型(灵敏度95%,特异度97%)。

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图1:Glioma Index

另外,在根据恶性神经胶质瘤的组织类型和恶性程度(等级)实施的验证中也确认,能将100%的II级星形细胞瘤、100%的II级少突胶质细胞瘤、90%的III级星形细胞瘤、100%的III级少突胶质细胞瘤以及93%的胶质母细胞瘤患者组诊断为阳性,II级患者组也能以高精度诊断出阳性(图2)。

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图2:利用Glioma Index按照恶性神经胶质瘤的组织类型实施的验证

此外,在109例恶性神经胶质瘤以外的脑肿瘤检测中,运用该判别式成功将100%的室管膜瘤和毛细胞型星形细胞瘤等肿瘤、93%的中枢神经系统原发性恶性淋巴瘤、89%的脑转移瘤、91%的脑膜瘤和神经鞘瘤以及100%的头部外伤和脑梗塞患者组诊断为阳性,但2例脊髓神经鞘瘤均诊断为阴性。这种胶质瘤判别式有望在包括恶性神经胶质瘤在内的脑肿瘤诊断中派上用场(图3)。

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图3:利用Glioma Index验证恶性神经胶质瘤以外的脑肿瘤

胶质母细胞瘤、中枢神经系统原发性恶性淋巴瘤和脑转移瘤作为高发脑肿瘤,有时仅从图像上难以区别。因此,研究团队利用与胶质瘤判别式相同的统计方法,创建了辨别这3种肿瘤的microRNA组合判别式(“3-Tumor Index”)。组合判别式由48种microRNA构成,将解析对象分为探索组和验证组进行了精度验证确认。该模型准确判断了94%的胶质母细胞瘤、50%的中枢神经系统原发性恶性淋巴瘤和80%的脑转移瘤。上述结果表明,尽管中枢神经系统原发性恶性淋巴瘤的诊断精度比较低,但对胶质母细胞瘤和脑转移瘤仍有望利用microRNA进行诊断(表1)。

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表1:利用3-Tumor Index验证恶性神经胶质瘤以外的脑肿瘤

发表论文
■论文题目:Assessment of the Diagnostic Utility of Serum MicroRNA Classification in Patients with Diffuse Glioma
期刊:《JAMA Network Open》
URL:https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2757252

文:JST编辑部翻译整理

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