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撰文：风不止步 IF= 38.585 推荐度：⭐⭐⭐⭐⭐ 亮点： 文章表明胶质母细胞瘤的纵向演变主要是由微环境的重新组织形成的，包括与复发时的预后有关的细胞外基质基因组的表达。 l 胶质母细胞瘤通过肿瘤微环境的（重新）组织而演变； l 胶质母细胞瘤亚型的转录形成一个相互联系的连续体； l 细胞外基质基因在复发性胶质母细胞瘤中显示预后价值。 核心词汇： 胶质母细胞瘤（GBM）是一种最常见的脑部原发性癌症，临床也常简称“胶母”，是胶质瘤的一种，也称“胶质瘤四级”，约一半的胶质瘤患者为胶质母细胞瘤，是神经外科最常见的恶性肿瘤。基于bulk表达谱的肿瘤间异质性研究表明，至少存在三种胶质母细胞瘤亚型，即前神经型 (PN)、经典型 (CL) 和间充质型 (MES)。 2023年3月9日，荷兰伊拉斯谟医学中心 Pim J. French博士等人在《Cancer Cell》上发表了一篇“Transcriptome analysis reveals tumor microenvironment changes in glioblastoma”的文章，文章对采用目前标准治疗的患者的配对原发-复发胶质母细胞瘤切除术进行RNA测序（RNA-seq），结果表明，胶质母细胞瘤的演变主要是通过微环境的（重新）组织而不是肿瘤细胞的分子演变。
作者收集了一个大型的多中心数据集，在转录水平上深入研究IDH野生型胶质母细胞瘤的肿瘤演变，并将其与公开的数据相结合。通过在二维GITS空间中分配一个位置来研究原发性-复发肿瘤的转录亚型之间的关系。与早期的发现相反，CL是最稳定的： 61%，而不是55%（MES）和53%（PN）。重要的是，尽管MES的转换可以非首选地切换到PN和CL，但PN和CL都首选地切换到MES，表明MES可以被认为是一条转录进化的首选路径。由于PN到MES的转换可以被先天免疫细胞转移，这种进化路径可能被肿瘤的微环境所引导。 在胶质瘤中，作为微环境一部分的非肿瘤细胞发挥着与临床结果相关的重要作用。在差异表达基因（DGE）分析之前，在两个数据集中发现，肿瘤的纯度随着时间的推移而明显下降。这种下降以前也有报道，尽管其他研究报告没有明显的差异。
考虑了可能造成这种情况的不同情况，包括肿瘤演变为侵入周围组织，或一般来说变得更具侵入性，以及肿瘤通过招募非恶性细胞（重新）组织其微环境。虽然排除了低纯度的样本，但必须考虑到一些肿瘤复发可能是已经手术的假性进展。肿瘤和假性进展之间的区别不容易从H&E染色的切片中得出，而是通过评估随访时对比度增强是否减少来进行追溯。最后，手术类型或治疗方案的不同也可能导致细胞组成的差异。例如，清醒开颅手术和复发性肿瘤手术的切除范围可能比预期的更广泛。不幸的是，在队列中没有注意到手术的类型和假性进展。由于肿瘤相关巨噬细胞和/或小胶质细胞（TAM）的表达变化与神经元和少突胶质细胞群不相关，所以各种因素的组合是可信的。
利用综合分析技术绕过肿瘤纯度变化的混杂影响。使用非恶性细胞的比例作为回归系数，将具体纠正肿瘤内在信号的影响大小。然而，非恶性细胞类型被视为一个实体，因此不能识别细胞类型的组成变化。从这个分析来看，纯度的变化主要是由于TAM的比例增加，加上TAM占肿瘤体积的30%-40%的事实。 然而，神经元和少突胶质细胞标志物的表达也明显增加。肿瘤纯度的降低似乎是胶质母细胞瘤所特有的，因为在IDH突变的星形细胞瘤中没有发现差异（Vallentgoed等人，未发表的数据）。在一项专门针对MES亚型的研究中，注意到由于TAM浸润增加而导致肿瘤纯度降低。在胶质母细胞瘤中，已知TAM被胶质母细胞瘤干细胞积极招募，与MES亚型相关，并在胶质瘤的生成和治疗抗性中发挥关键作用，因此肿瘤进展时TAM的增加可能是一个相关的治疗目标。
有趣的是，肿瘤纯度校正的DGE分析没有发现胶质母细胞瘤的标志性基因随着时间的推移有明显的表达差异。早期的报告表明，这些驱动基因在肿瘤复发时一般不会进一步在DNA水平上发生系统性改变。有人指出，除了错配修复（MMR）和超突变，最大的进化压力是归因于早期疾病。肿瘤复发时重新出现的基因组事件的数量是有限的，因为大多数研究报告了突变负担的增加，也包括非高突变者。这表明病情的发展，但没有共同的演变路径。胶质母细胞瘤的演化被描述为高度特异性的、随机的、没有可预测的路径，在某些情况下是趋同的，这可能是在转录水平上发现的根本原因。此外，这可能表明原发性肿瘤细胞在基因型（基因拷贝和调控状态）和进化压力之间达到了平衡，分裂速度更快。
此外，DGE分析发现了两个大的基因簇，其特征是神经元和少突胶质细胞标记，并在肿瘤进展时增加。这些结果与早期报道的富集基因集（LEIN_NEURON_MARKERS和LEIN_OLIGODENDROCYTE_
MARKERS）相一致。表明集群是独立于肿瘤细胞内在的神经前体细胞（NPC）样和少突胶质细胞祖细胞（OPC）样元特征的，表明在肿瘤复发时神经元和少突胶质细胞的增加。这种神经元的增加通过IF验证了蛋白质水平，显示NEUN 细胞随时间的推移而增加。这种增加与较低的细胞密度相吻合，但这种较低的密度比在非肿瘤性大脑中观察到的要高。鉴于数据集的大样本量，与Kim等人的观点一致，以及信号的强度，这种神经元的增加似乎是复发性切除或疾病进展的内在因素。
结果似乎与早期的结论相矛盾，即干细胞类肿瘤内在的神经信号随着时间而增加。然而，在他们的手稿中，批量去卷积是在没有神经元的情况下训练的。显示这种干细胞特征与肿瘤内在的NPC样程序有关，而不是与C4基因有关。因此报告了不同的机制，进一步匹配初级-复发性s[c/n]RNA-seq数据可能会更深入地了解肿瘤内在神经进展的程度和随后的肿瘤细胞状态。
富含ECM基因的C1群在复发时有明显的负预后价值，但当患者按原发疾病分层时则没有，这说明这是一条进化的路径。然而，本研究纳入的患者被选为在初诊手术后至少6个月接受了第二次手术，因此研究偏向于更长的进展时间。ECM基因集与癌症基因组图谱（TCGA）微阵列数据中早先描述的基因集强烈重叠，后者也显示与胶质母细胞瘤的复发时间有负相关。ECM以前与胶质母细胞瘤的治疗抗性和侵袭有关。 尽管ECM特征与肿瘤内在的MES亚型密切相关，但综合大量RNA、s[c/n]RNA、RNA-ISH和IF分析表明，该特征主要由周细胞表达。此外，根据单细胞/细胞核数据，ECM特征似乎不被TAMs表达，而两者是相关的，意味着这些细胞类型相互伴随。C2簇（内皮细胞特异性）的表达随着时间的推移而减少，而C1表达增加，这似乎是矛盾的，而周细胞和内皮细胞在维持血脑屏障方面是紧密联系的。然而，由于C1似乎是周细胞的特异性，并且更丰富地存在于肿瘤内血管旁边，这可能指向一种预后的血管增殖或重塑。
MES亚型可能与生存率低有关，它作为首选的肿瘤进展路径。因此，更好地了解MES亚型、ECM特征以及重要的是表达它们的细胞/组织类型之间的确切关系是很重要的。理想情况下，同等质量的单细胞/细胞核研究可能会对这些关系和可能的因果关系提供更深入的了解。这也可以对MES的转变在多大程度上由肿瘤和微环境细胞驱动有新的认识。然而，除了收集足够的高质量的新鲜组织的挑战之外，目前这还需要高昂的费用。
总之，文章比较了原发性与复发性IDH-wt胶质母细胞瘤的转录组。该数据集足够强大，揭示了TAM标记基因表达增加了20%，但并没有揭示胶质母细胞瘤相关基因的差异。尽管转录亚型向MES转变，但单个基因的表达差异并不是由于肿瘤细胞的转录变化造成的。相反，在全球范围内观察到的差异指向体细胞组成的变化，其中肿瘤细胞和内皮细胞的比例下降，伴随着神经元和少突胶质细胞的强烈增加，以及独立的TAM。因为结果表明，胶质母细胞瘤的时间演变涉及肿瘤微环境的（重新）组织，包括血脑屏障的组成，更好地理解肿瘤细胞、其环境以及化疗和RT的影响之间的关系可能是改善胶质母细胞瘤治疗的一个关键方向。 教授介绍
Pim J. French博士 Pim French被伊拉斯谟大学医学中心的神经病学系招募到神经肿瘤实验室工作。Pim French是一名分子生物学家，在转化研究和分子筛选以及随后的候选者功能分析方面有很强的背景。研究的重点是利用最先进的高通量基因组学方法确定临床相关的分子亚群和识别参与胶质瘤启动和/或进展的基因。该研究小组与国内和国际研究团体有广泛的合作，并与欧洲癌症研究和治疗组织密切合作（PF是脑瘤小组转化研究委员会的主席）。目前有大约10名成员在实验室工作，包括博士后、博士生、技术人员、硕士生和来自HLO和MLO高等教育的学生。 神经肿瘤学实验室位于伊拉斯谟大学医学中心的约瑟芬-奈夫肯斯研究所（JNI）。JNI附属于Daniel den Hoed肿瘤学中心。伊拉斯谟大学医学中心拥有全国最大的神经肿瘤学小组，由神经学（P. Sillevis Smitt教授、M. van den Bent教授）、神经外科（C. Dirven教授）和病理学（M. Kros教授）部门的研究人员组成。 参考文献 Youri Hoogstrate,, Kaspar Draaisma et.al Transcriptome
analysis reveals tumor microenvironment changes in glioblastoma（2023） |
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