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在中枢神经系统(CNS)肿瘤诊断中,传统分子检测存在技术复杂、成本高、周期长等问题。研究人员开展了 Rapid-CNS2 平台的前瞻性多中心验证研究,结果显示该平台可快速提供分子诊断结果,MNP-Flex 分类器准确性高。这一成果有助于推进 CNS 肿瘤诊断和个性化治疗。
中枢神经系统(CNS)肿瘤是一类极为复杂且治疗棘手的癌症。近年来,虽然针对这类肿瘤的靶向治疗临床试验取得了一定进展,但传统的分子诊断方法却成为了阻碍诊疗进一步发展的 “绊脚石”。传统的中枢神经系统肿瘤分子诊断流程不仅需要大量资金投入、耗费人力,而且样本检测需要批量进行,导致检测结果的周转时间长达数天甚至数周。这使得许多医疗机构,尤其是资源有限的地区,无法及时获取关键的诊断信息,患者也因此难以得到及时有效的个性化治疗。
为了解决这些问题,来自德国海德堡大学医院、英国诺丁汉大学等多个机构的研究人员开展了一项关于中枢神经系统肿瘤快速分子分析平台的研究。他们的研究成果发表在《Nature Medicine》上,为中枢神经系统肿瘤的诊断和治疗带来了新的曙光。
研究人员主要运用了 Nanopore 测序技术,这是一种能够实现快速、低成本 DNA 测序的先进技术,其独特之处在于可直接读取天然 DNA,一次检测就能获取遗传和表观遗传信息。研究样本包括 301 例存档和前瞻性样本,其中 18 例在术中进行了测序。
研究结果
- 次日报告分子诊断结果:Rapid-CNS2 在两个中心独立运行,对新鲜或冷冻保存的肿瘤组织进行检测。从组织接收到完成报告,平均周转时间为 2 天,若减去可避免的后勤和组织延误,整个流程仅需 40 小时,相比传统流程大幅缩短。同时,Rapid-CNS2 可作为 Nextflow 管道轻松部署,操作简便。
- 评估报告的分子数据:将 Rapid-CNS2 报告的分子改变与传统组织病理学相结合,能做出符合世界卫生组织(WHO)标准的综合诊断。在与传统方法的对比中,Rapid-CNS2 在检测单核苷酸变异(SNVs)、MGMT 启动子甲基化状态、拷贝数变异(CNVs)、基因融合等方面表现出色,综合诊断结果与传统方法高度一致。
- 平台无关的 CNS 肿瘤甲基化分类器:研究人员开发了 MNP-Flex,这是一个平台无关的 CNS 肿瘤甲基化分类器。在对超过 78,000 个样本的全球验证队列中,MNP-Flex 在识别甲基化家族和亚类方面达到了极高的准确率,分别为 99.6% 和 99.2%。
- 术中分子分类:通过回顾性重新分析和实际术中测序,发现 Rapid-CNS2 可在术中快速进行甲基化分类和拷贝数调用。在超过三分之二的病例中,能提供有关肿瘤(亚)类型和风险特征的临床相关信息,为手术决策提供重要依据。
- Rapid-CNS2 与 MNP-Flex 结合提高诊断准确性:Rapid-CNS2 与 MNP-Flex 结合使用,可实现更精确的分子诊断,对一些难以分类的病例能做出明确诊断,为患者后续治疗提供更准确的指导。
研究结论与意义
Rapid-CNS2 结合 MNP-Flex 这一平台无关的甲基化分类器,能够在多种环境下报告广泛的分子标记和精细的甲基化分类。该平台利用 Nanopore 测序技术的优势,不仅能在术中提供关键信息,还能为偏远地区的患者快速提供靶向治疗和分子指导的疾病管理方案。虽然目前该技术存在一些局限性,如 Rapid-CNS2 数据中存在较高的缺失值和误差,但随着技术的不断进步,有望在未来实现通过非侵入性液体活检进行疾病监测,为中枢神经系统肿瘤的诊疗带来革命性的变化,使分子分类指南的更新更易于在全球范围内推广和应用,为更多患者带来希望。