新方法出现，以更好地分类，治疗脑肿瘤

佐治亚医学院科学家在该杂志上发表报告科学报告Paul M.H. Tran医学博士说，他们的方法产生了所谓的肿瘤转录组谱，特别擅长识别这些最严重的肿瘤。学生。

胶质瘤目前通过组织学分类，主要是病理学家在显微镜下观察癌细胞时看到的形状或形态，以及已知的致癌基因突变的鉴定。

“我们正在增加第三种方法，”佘金雄博士MCG的主任生物技术和基因组医学中心他是乔治亚研究联盟基因组医学杰出学者，也是该研究的通讯作者。在贺建奎的实验室攻读博士学位的Tran是第一作者。

科学家们说，虽然大多数患者都采用了目前的两种分类方法，但两组患者之间有时会出现不一致的发现，比如传统病理学发现癌症是胶质母细胞瘤，而突变研究却没有，反之亦然，甚至当两名病理学家在显微镜下观察同一个脑肿瘤细胞时也是如此。

为了更直接地观察癌细胞的活动，他们选择了相对未被探索的基因表达，更具体地说，是指示细胞走向的一步下游RNA。DNA表达等同于RNA，因为DNA制造RNA, RNA制造蛋白质，蛋白质决定细胞功能。癌症繁殖的一种方式是改变基因表达，将一些基因上调，另一些基因下调或关闭。

他们怀疑这种新方法将为肿瘤提供更多的见解，继续评估现有分类方法的有效性，并可能确定新的治疗靶点。

“当这些神经胶质细胞被取出体外时，RNA将是它们体内含量高和含量低的快照，Tran说。“他们实际上是在研究RNA相关基因的复制量。通常情况下，基因表达决定了从头发颜色到体重的一切。”她说。“转录组谱计算细胞中每个基因的副本数量。”

神经胶质细胞的工作是支持神经元，它有一种严格调控的基因表达，使它们能够做到这一点。对于癌症，首先发生的事情之一就是细胞改变了每个基因的RNA拷贝数，重要的细胞功能也随之改变。“你改变基因表达，让它变得不同，她说。

转录组分析像其他方法一样，从外科医生的肿瘤样本开始，然后经过一个自动化的过程来提取RNA，然后将其放入一个可以读取不同基因的基因表达水平的仪器中。然后生成的大量数据被输入Tran开发的机器学习算法，该算法计算出最可能的胶质瘤亚型和与之相关的预后。

他们从癌症基因组图谱(TCGA)计划和分子脑瘤数据库(REMBRANDT)开始，这两个数据集已经完成了研究RNA的工作，并提供了相关的临床信息，包括1400多名胶质瘤患者的结果。Tran, She和他们的同事使用他们的算法来发现基因表达模式，并使用这些模式在没有任何其他输入的情况下对所有胶质瘤患者进行分类。然后他们比较了用标准分类方法出现的三种主要胶质瘤亚型。

她说，他们的转录组分类与在显微镜下观察细胞的传统方法有90%的一致性，与观察基因突变的方法有93%的一致性。他们发现两种标准测量方法之间约有16%的差异。

“这三种方法在大约10-15%的患者身上并不一致。”她说，但她指出，在这三种方法中，最准确的分析应该是他们的方法，因为他们的方法在预测生存方面比其他人更好。

他们发现的分类方法之间的差异对一些患者来说可能很重要，尽管百分比接近。

“我们发现我们的方法可能有一些优势，因为我们发现一些患者的预后实际上更差，我们的方法可以识别出来，而不是其他方法。”Tran说。

例如，异柠檬酸脱氢酶(IDH)基因突变的患者通常患有星形细胞瘤或少突胶质细胞瘤，这些细胞瘤通常比胶质母细胞瘤对治疗更敏感，存活率也更高。然而，他们也发现，即使是一些具有这种IDH突变的低级别胶质瘤也可以发展为所谓的继发性胶质母细胞瘤，这是其他两种方法可能无法发现的。Tran指出，IDH突变在原发性胶质母细胞瘤中很少见。

使用标准技术，观察时间快照，在27例患者中，这些进展为更致命的胶质母细胞瘤的星形细胞瘤被归类为较轻的肿瘤。“这种进展现象是已知的，但我们的技术更擅长识别这些病例。”Tran说。

进一步分析还发现，约20%预后较差的患者TERT基因启动子区发生突变。TERT基因以制造端粒酶而闻名，这种酶能使我们的染色体保持健康的长度，而这个长度会随着年龄的增长而减少。已知TERT功能被癌症劫持，使无限的细胞增殖成为癌症的标志。他们说，这种突变通常不会出现在一开始是更具侵袭性的胶质母细胞瘤的胶质瘤中，这意味着TERT启动子的突变在胶质瘤的进展中很重要。

“这意味着，如果我们有靶向TERT基因的抑制剂或其他东西，那么你可能能够防止其中一些病例有更糟糕的预后，Tran说。

这些发现也指出了不同分类方法的优势，在这种情况下，通过突变进行分类可能无法识别这些最具侵略性的脑肿瘤，而他们的新的转录组学方法，以及在显微镜下观察癌细胞的旧方法，更擅长进行这一重要的区分。

”众所周知，一定比例的低级别胶质瘤可以发展成胶质母细胞瘤，而这些是原始技术有时会误诊的一些肿瘤。”Tran说。“使用我们的基因表达方法，我们发现了它们，尽管其中一些人有IDH突变”。

他们写道，所有这些变化使得世界卫生组织等组织寻求更好的方法来确定预后差的IDH患者。其他变异包括一些具有正常IDH基因的胶质母细胞瘤具有较差的胶质瘤预后之一，但有一个胶质母细胞瘤亚群更像星形胶质细胞，倾向于具有较好的预后。

现在，MCG团队对哪些患者的预后会更差有了更好的指示，接下来的步骤包括找出原因以及可能可以做些什么。

她说，除了预后的准确性之外，评估肿瘤分类方法的第二种方法是它是否为你指明了更好的治疗方案，他们现在正在朝着这个方向前进。他指出，大多数药物和我们的许多行为，如锻炼和饮食，都会改变RNA的表达。

”现在，如果有人给我们世界上任何地方的患者的RNA表达数据，我们可以很快告诉他们它最有可能是哪种胶质瘤亚型。”Tran说。他们说，事实上，检测RNA表达的设备正变得越来越普遍，这应该会使转录组分析更广泛地应用。

胶质瘤是神经胶质细胞的肿瘤，包括星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞，这些脑细胞的数量超过神经元，其正常工作是包围和支持神经元。

科学家们说，细胞中IDH基因突变的鉴定已经使标准胶质瘤分类更加系统。这种突变可以通过染色活检切片或对其进行测序来识别。

他们写道，在使用机器学习自动化和客观化癌症诊断和分类方面也取得了很大进展，包括胶质母细胞瘤。胶质母细胞瘤的特征已经使用基于转录组的分析，但不是所有的胶质瘤，就像目前的研究一样。

像大多数基因一样，IDH基因通常在体内有许多工作，包括为各种细胞类型处理葡萄糖和其他代谢物。但一旦发生突变，它就会对细胞造成破坏，产生活性氧等因素，破坏DNA，导致癌症和其他疾病。这些突变可能与年龄和/或环境暴露有关。IDH抑制剂正用于包括胶质瘤在内的多种癌症的临床试验。

人们对癌症中发生的重要DNA甲基化也有了越来越多的了解，甲基化会改变基因表达，导致肿瘤抑制基因沉默和产生额外的致癌基因突变等变化。