Nature:脑瘤复发有两条“路线图”,科学家找到治疗抵抗的幕后推手!


弥漫性胶质瘤是成年人中最常见的原发性恶性脑肿瘤之一,其中,携带IDH突变的类型尤其好发于三四十岁的中青年群体。这类肿瘤虽然初期对治疗反应尚可,但几乎无一例外会复发。更棘手的是,复发后的肿瘤常常对原有治疗不再敏感,这种获得性耐药是如何发生的,长期以来研究人员并不清楚。

日前,一篇发表在国际杂志Nature上题为“Acquired genetic and cell-state changes in IDH-mutant glioma progression”的研究报告中,来自耶鲁大学等机构的科学家们通过研究给出了迄今最清晰的答案。文章中,研究人员整合了来自35例IDH突变胶质瘤患者的75个时间点样本,涵盖了少突胶质细胞瘤和星形细胞瘤两种主要亚型,他们同时分析了单细胞转录组、染色质可及性以及批量DNA和RNA测序数据,首次绘制出从初诊到复发的动态演变图谱。

研究发现,恶性细胞的状态大致分为几种类型:有的类似于正常胶质-神经元发育过程中的不同阶段,有的则呈现一种反应性间充质样状态,这些状态在IDH突变型和野生型胶质母细胞瘤中都能观察到,说明存在共同的恶性演变规律,更重要的是,不同分化程度的细胞状态丰度与肿瘤级别和基因改变密切相关,例如,PDGFRA扩增的肿瘤中,分化程度较低、更具干性的恶性细胞明显增多。

纵向分析揭示了两条主要的复发路径,第一条路径与肿瘤自身获得的遗传改变有关,在部分复发性肿瘤中,出现了治疗相关的高突变、拷贝数变化增加以及细胞周期相关基因的异常;这些改变使得肿瘤整体朝向更少分化、更强增殖的方向演变,进而降低了对治疗的敏感性。通俗地说,这类肿瘤在治疗压力下“进化”出了更强的生存能力。

IDH突变型肿瘤的纵向队列及其在治疗过程中的演变

第二条路径则独立于遗传改变,在这类复发性肿瘤中,虽然基因组相对稳定,但间充质样细胞状态的比例显著增加;进一步分析发现,这种转变与肿瘤微环境中巨噬细胞的浸润和活化密切相关。巨噬细胞的大量存在,似乎通过旁分泌信号“诱导”肿瘤细胞进入一种更具侵袭性的状态。有趣的是,这种模式与最致命的胶质母细胞瘤的演变特征惊人地相似。

这项研究首次在单细胞分辨率下,将遗传事件与细胞状态变化直接关联起来,过去人们知道IDH突变胶质瘤会复发,但不清楚究竟是哪些细胞在作祟。如今研究人员明确指出了两条路径:一条是基因突变驱动的“内在进化”,另一条是微环境塑造的“外在诱导”,两条路径既可以独立发生,也可能在同一个患者体内共存。

对于患者和临床医生而言,这项研究的意义在于提供了更精准的预后判断依据。如果复发肿瘤主要走的是第一条路径,意味着需要寻找针对新发突变的药物。如果走的是第二条路,则可能需要调节巨噬细胞等微环境成分。Roel Verhaak教授表示,治疗的目标是找出肿瘤何时以及为何停止对治疗响应,从而更好地指导后续治疗方案的调整。

目前,针对IDH突变胶质瘤的标准治疗仍然有效,但这项研究提醒人们,肿瘤复发时的分子状态可能已与初诊时截然不同。耶鲁研究人员下一步计划将这一分析框架推广到更多患者,希望最终能够根据每个患者的复发路径,提前定制个性化治疗策略。正如研究人员所说,推动他们不断前进的动力,正是那些深受疾病困扰的患者—只有更深入地理解肿瘤的演变规律,才能提供真正有效的治疗选择。(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Johnson, K.C., Spitzer, A., Varn, F.S. et al. Acquired genetic and cell-state changes in IDH-mutant glioma progression. Nature (2026). doi:10.1038/s41586-026-10612-6


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