《Scientific Reports》:Liquid biopsy of plasma and urinary CfDNA differentiates glioma recurrence from radiation brain necrosis in preclinical models
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本研究针对胶质瘤放疗后复发与放射性脑坏死的临床鉴别难题,通过建立SD大鼠模型开展液体活检研究。结果表明,血浆B1-SINE与尿液mtDNA水平在放射性脑坏死过程中显著升高(p?0.01),而胶质瘤复发模型无显著变化。该发现为早期鉴别诊断提供了新型生物标志物,具有重要临床转化价值。
在神经肿瘤领域,胶质瘤患者接受放疗后出现的病灶变化始终是临床面临的重大挑战。当影像学检查显示原有病灶区域出现新的异常信号时,医生往往难以判断这究竟是肿瘤复发还是放射性脑坏死。这两种情况的治疗方案和预后截然不同:肿瘤复发需要积极抗肿瘤治疗,而放射性脑坏死则需采取抗炎、神经营养等对症支持治疗。因此,开发准确可靠的鉴别诊断方法成为改善患者预后的关键。
近日发表于《Scientific Reports》的研究为这一难题带来了新的解决方案。研究人员创新性地采用液体活检技术,通过分析血浆和尿液中的循环游离DNA(cfDNA)特征,成功实现了对胶质瘤复发和放射性脑坏死的无创鉴别。这项研究不仅为临床诊断提供了新思路,更展现了液体活检在神经系统疾病中的应用潜力。
研究团队主要运用了以下关键技术:通过SD大鼠建立胶质瘤复发和放射性脑坏死动物模型;采用磁共振成像(MRI)、体内荧光成像(IVFI)、苏木精-伊红(HE)染色、免疫荧光和免疫组织化学技术验证模型建立效果;使用实时荧光定量PCR(qPCR)检测血浆中B1-SINE(短散布核元件)和尿液中线粒体DNA(mtDNA)的水平变化。
动物模型验证
通过多模态验证证实两种模型建立成功。MRI显示病灶特征性改变,IVFI可视化肿瘤增殖活性,HE染色呈现典型病理特征,免疫荧光和免疫组化进一步确认了模型的特异性病理改变。
cfDNA动态变化规律
qPCR检测发现,在放射性脑坏死模型中,尿液mtDNA水平在电离粒子照射后第6周显著升高,第8周达到峰值;血浆B1-SINE在照射后第4周即显著上升,同样在第8周达到峰值。从第8周到第16周放射性坏死发生期间,尿液mtDNA和血浆B1-SINE水平均显著升高(p?0.01)。
特异性分析
在胶质瘤复发模型中,正常组与假手术组之间的尿液mtDNA水平和血浆B1-SINE水平无显著差异(p?>?0.05),表明这两种标志物对放射性脑坏死具有较好的特异性。
本研究证实以血浆B1-SINE和尿液mtDNA为代表的cfDNA液体活检策略,可作为放射性脑坏死和胶质瘤复发的早期鉴别诊断标志物。这种无创检测方法不仅避免了传统活检的风险,还能实现动态监测,为个体化治疗提供重要依据。该研究为神经系统疾病的液体活检应用开辟了新方向,其临床转化价值值得通过更大样本量的ROC分析进一步验证敏感性和特异性。