脑开放流动微灌注联合亲水色谱-高分辨质谱技术实现胶质母细胞瘤微环境原位代谢动态监测

为解决胶质瘤代谢异质性难以原位监测的难题，研究人员开发了cOFM-HILIC-HRMS技术平台，通过创伤性采样获取肿瘤间质液(ISF)，鉴定出281种代谢物，揭示脂代谢异常、ABC转运体活性改变等特征，为靶向治疗提供新工具。

　　

胶质母细胞瘤(GBM)作为最具侵袭性的脑肿瘤，其独特的代谢特征与治疗抵抗密切相关。然而，血脑屏障的存在和肿瘤解剖位置的特殊性，使得传统活检难以动态捕捉功能性肿瘤微环境(TME)的真实代谢状态。这种技术瓶颈严重阻碍了精准治疗策略的开发。

为解决这一挑战，研究人员构建了创新性的脑开放流动微灌注(cerebral open flow microperfusion, cOFM)技术平台，结合亲水相互作用色谱-高分辨质谱(HILIC-HRMS)分析方法，首次实现了对异种移植模型中人源GBM微环境的原位代谢监测。该研究通过创伤最小化的间质液(ISF)采样，对比分析了肿瘤组与对照组的代谢差异，相关成果发表于《Analytica Chimica Acta》。

关键技术包括：1) cOFM探针植入技术实现ISF持续采集；2) HILIC-HRMS平台检测近400种代谢物；3) 采用异种移植模型模拟人GBM微环境；4) 整合通路分析和多组学关联方法。

【背景】研究指出GBM存在显著的代谢异质性，但现有技术难以区分肿瘤核心区与浸润区的代谢差异。cOFM技术通过半透膜探针实现分子量<100 kDa物质的自由扩散，避免了血脑屏障破坏带来的干扰。

【结果】在ISF中检测到281种代谢物，其中30%在肿瘤组显著改变(p < 0.05)。脂代谢通路异常最为突出，特别是二十碳五烯酸(EPA)和鞘磷脂代谢物水平变化超过5倍。ABC转运体(ATP-binding cassette transporters)活性改变与化疗耐药相关代谢物积累显著相关。值得注意的是，ISF中脯氨酸代谢物水平较血浆(PL)升高3.2倍，提示局部微环境存在独特的氧化还原(redox)调控机制。

【意义】该平台首次证实ISF能反映功能性肿瘤的代谢特征，相比脑脊液(CSF)具有更高的诊断灵敏度。发现的ABC转运体-脂代谢轴为克服替莫唑胺耐药提供了新靶点。技术标准化方案有望推动神经肿瘤领域临床前研究的可重复性。

讨论部分强调，cOFM-HILIC-HRMS平台解决了传统代谢分析的三大局限：1) 空间分辨率不足；2) 动态监测缺失；3) 样本代表性偏差。未来可扩展应用于治疗响应实时评估和血脑屏障穿透性药物的开发。研究首次系统揭示了GBM微环境中脂信号分子与系统循环的差异调控模式，为代谢干预策略提供了理论依据。