摘要:结合江涛教授团队前期研究成果 —— 脑胶质瘤影像组学特征无创性预测6类脑胶质瘤分子生物标志物状态,有望实现术前无创预测脑胶质瘤分子生物标志物状态,从而指导个体化手术切除方案。分子病理指导手术理念的提出,补充了现阶段“最大程度安全切除”的手术策略,使得脑胶质瘤的外科手术治疗更加个体化、精准化。

神外前沿讯,2020年5月中华神外外科杂志《Chinese Neurosurgical Journal》在线发表了首都医科大学附属北京天坛医院江涛教授团队分子影像小组的文章《Role of molecular biomarkers in glioma resection: a systematic review》。该综述首次系统回顾和介绍了分子生物标志物状态对脑胶质瘤手术的指导意义;提出根据分子生物标志物的状态和表达情况,实施适宜的手术方案和切除程度,可以更好的平衡肿瘤切除和功能保护之间的关系,使患者获得最大生存获益。

脑胶质瘤具有高复发率和高致死率的特点。现阶段脑胶质瘤的手术理念为“最大程度安全切除”,但更高的肿瘤切除程度往往导致患者术后出现短暂甚至永久的神经功能障碍。2016版WHO中枢神经系统肿瘤分类将分子病理引入脑胶质瘤的分型系统。在分子病理的时代背景下,脑胶质瘤的手术策略是否有所不同?分子病理是否能够以及如何指导手术切除?这些在脑胶质瘤治疗中的关键问题仍缺乏系统性的回答。

论文原文链接:https://cnjournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s41016-020-00198-x

从近期研究来看,一些分子病理特点的脑胶质瘤患者可以从全切除中获益,另一些脑胶质瘤患者不能从扩大切除中获益。江涛教授临床研究团队提出,分子病理的差异代表肿瘤恶性程度和侵袭方式的不同,肿瘤分子病理特点与切除程度对患者预后的影响存在交互关系。分子病理指导手术理念的提出,补充了现阶段“最大程度安全切除”的手术策略,使得脑胶质瘤的外科手术治疗更加个体化、精准化。

结合江涛教授团队前期研究成果 —— 脑胶质瘤影像组学特征无创性预测6类脑胶质瘤分子生物标志物状态,有望实现术前无创预测脑胶质瘤分子生物标志物状态,从而指导个体化手术切除方案。

脑胶质瘤呈恶性、浸润性生长,需多学科协作的综合治疗,即外科手术、放疗、化疗、免疫治疗及电场治疗等。“最大程度安全切除”这一外科手术理念自提出以来,一直沿用至今,很大程度上提高了脑胶质瘤的治疗效果。根据手术前和手术后磁共振影像,肿瘤切除程度可分为超全切除、完全切除、次全切除和仅增强组织切除。我们回顾分析了既往与弥漫性脑胶质瘤手术和分子生物标志物相关的47篇文献,排除病例数<15例及数据不全的文献,共15篇符合要求。根据牛津循证医学证据中心的证据水平评估标准,其中11篇为3b级证据,4篇为5级证据。

研究发现,IDH和1p/19q的表达情况对弥漫性脑胶质瘤的手术切除具有最重要的指导作用,具体如下:非功能区的IDH野生型低级别星形细胞瘤,建议行超全切除;位于功能区,伴有IDH突变和1p/19q共缺失的少突胶质细胞瘤,不必苛求肿瘤完全切除;IDH野生型间变性星形细胞瘤和胶质母细胞瘤,建议仅行增强组织切除;其他亚型弥漫性胶质瘤,建议行完全切除。值得指出的是,考虑到脑功能和脑网络的可塑性,对位于功能区且伴有IDH突变和1p/19q非共缺失的低级别弥漫性脑胶质瘤仍然推荐行完全切除。这类病人尤为适于行唤醒麻醉下脑胶质瘤切除手术,通过实时监测患者的脑功能状态,达到以轻度、非重要脑功能损伤为代价实现肿瘤完全切除的目标。

除IDH突变和1p/19q共缺失外,其他分子生物标志物对脑胶质瘤的外科手术也具有一定的影响。但主要通过影响辅助技术对肿瘤边界的判断而影响肿瘤的手术切除。既往受限于检测手段,分子生物标志物的诊断具有滞后性,无法为手术提供指导。

近年来,本团队深入探索了基于机器学习的影像组学技术在脑胶质瘤中的应用,实现一些脑胶质瘤关键分子生物标志物的术前、无创性预测。此外,新近应用的流式细胞学、快速PCR技术,可实现多种分子生物标志物的术中诊断。这在一定程度上解决了分子生物标志物指导脑胶质瘤手术的技术难题,进一步推动了弥漫性脑胶质瘤个体化精准治疗的发展进步。

小结:

分子生物标志物状态对脑胶质瘤手术切除具有指导作用,进一步优化了“最大程度安全切除”的手术策略。功能区IDH突变型低级别星形细胞瘤,建议在唤醒麻醉下行肿瘤切除,可以牺牲部分、非重要脑功能为代价实现肿瘤完全切除。而伴有IDH突变和1p/19q共缺失的少突胶质细胞瘤,则应更重视功能完整的保护。人工智能影像学预测和术中快速病理检测技术的发展和应用,为实现分子生物标志物对脑胶质瘤外科治疗的指导提供了关键技术支持。随着对肿瘤生物学特征的了解,未来,分子病理必将在脑胶质瘤外科手术治疗领域,发挥更加重要的作用。

主要研究作者简介

通讯作者

江涛,医学博士,主任医师,首都医科大学教授,博士生导师,北京市神经外科研究所副所长,首都医科大学附属北京天坛医院神经外科中心副主任,北京脑重大疾病研究院脑肿瘤研究所所长。担任中国抗癌协会脑胶质瘤专委会主任委员,中国医师协会脑胶质瘤专业委员会首任主任委员,中国脑胶质瘤协作组首任组长,全球脑胶质瘤适应性临床创新试验体系中方主席等。作为首席专家主持国家科技部“十一五”支撑计划重点项目、国家科技部“863”重大科技专项项目、科技部国际合作专项项目、国家重大研发计划精准医学专项等多项课题。主持制定国家卫健委首部《脑胶质瘤诊疗规范》等临床指南。中国脑胶质瘤基因组图谱计划与亚洲脑胶质瘤基因组图谱计划的发起人和创建者。以通讯作者在Cell, Genome Research, PNAS, Clinical Cancer Research, Neuro-Oncology等SCI期刊发表论文187篇,总影响因子832.7,他引2,905次。获得国家科技进步二等奖、教育部科学技术进步一等奖等科技奖励。2015年获北京市先进工作者并入选北京市“高创计划”领军人才,享受国务院政府特殊津贴,2019年入选北京学者。

第一作者

李连旺 北京市神经外科研究所江涛教授团队在读博士生。主要研究方向为脑胶质瘤功能影像学、脑胶质瘤相关癫痫。参与国家级省部级课题3项。以第一作者发表SCI论文2篇,累计IF 6.25。参编《中国脑胶质瘤临床管理指南》、《神经外科诊断常规和治疗规范》等学术专著。在团队中负责胶质瘤患者功能影像学数据采集、认知评价和数据处理等。

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