近年来，测序技术和DNA甲基化分析发展迅速，已成为评估不同肿瘤类型的有利工具。通过测序技术可识别肿瘤的诊断标志物或可靶向的改变，但由于部分肿瘤可能不具有特定的单核苷酸变异或基因融合的特征，因此仅依据测序很难对其进行可靠的预测。基于完整的DNA甲基化分析，能够评估基因组内的数千个CpG位点，从而获得肿瘤的多维特征；将这些特征与参考数据库进行比较，可确定样本与特定CNS肿瘤实体的最高相似性。
文章发表在Clinical Chemistry
对CNS肿瘤进行精确的分子诊断，通常需要通过手术获得肿瘤组织；事先了解肿瘤类型可能会改进手术策略并减少手术相关风险。目前，液体活检分析越来越受到关注，已广泛用于各种癌症，其分析物（例如循环CTC和cfDNA）已被纳入临床试验研究。对于CNS肿瘤而言，CSF仍是诊断和监测的首选；cfDNA是一种相对稳定的CSF分析物，可通过全基因组低覆盖测序重现肿瘤的拷贝数变化，并可作为微小残留病的预后标志物。
图1. 样本队列和技术特征概述。
结果显示，有110个样本被成功分析，其中有50个样本（45%）通过CNV或甲基化分析检测到ctDNA，这些样本包括术前和术后早期样本以及术后>14天样本，通常伴有临床未知的残余肿瘤或疾病复发。在22%的样本中，仅由CNV分析检测到ctDNA；在18%的样本中，同时由CNV和甲基化分析检测到ctDNA；在5%的样本中，仅由甲基化分析检测到ctDNA。
图2. 术前和术后早期样本的拷贝数和甲基化分析。
接下来，研究团队对手术后采集的61个样本进行了分析（图3）。结果显示，50个样本（82%）完成纳米孔测序；在20个样本（32.8%）中，ctDNA可以通过至少一种方法被检测到。CNV分析显示，17个样本（27.9%）中存在ctDNA。甲基化分析仅在7个样本（11.5%）中实现了正确的肿瘤分类。
图3. 术后和整个病程样本的拷贝数和甲基化分析。
上述结果表明，在50/129个样本（39%）和50/110个技术上成功的样本（45%）中，可以通过至少一种分析方法检测到ctDNA（图4）。研究团队还将上述分析结果与肿瘤组织的临床诊断和分子分析（如有）进行了比较，发现大多数CNV特征与相应肿瘤组织的特征一致。
图4. cfDNA测序CNV和甲基化分析总结。
综上所述，该概念验证研究表明，纳米孔测序是通过CSF液体活检诊断CNS肿瘤的有力工具，能够在不同肿瘤实体、疾病状态的良性及恶性脑肿瘤样本中检测到ctDNA。与潜在肿瘤细胞的显微镜检查相比，基于cfDNA的液体活检使严密和纵向的肿瘤监测成为可能，具有额外的临床价值。总之，用于诊断和监测脑肿瘤的脑脊液cfDNA纳米孔测序有望整合到常规临床流程中，帮助医生实现高效、准确的诊断，并减轻患者医疗负担。
参考文献：
Afflerbach AK, Rohrandt C, Brändl B, et al. Classification of Brain Tumors by Nanopore Sequencing of Cell-Free DNA from Cerebrospinal Fluid [published online ahead of print, 2023 Aug 25]. Clin Chem. 2023;hvad115. doi:10.1093/clinchem/hvad115
https://academic.oup.com/clinchem/advance-article-abstract/doi/10.1093/clinchem/hvad115/7251226?redirectedFrom=fulltext&login=false#no-access-messag
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