“十四五”膠質(zhì)瘤基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化研究目標(biāo)與共識

崔曉騰，方川，劉博楊，葉敏華，曾亮，萬鋒，謝琦，汪強(qiáng)虎，汪秀星，檀艷麗，周秀萍，吳旭東 ，李學(xué)軍，郭洪波*，尤永平1**，康春生

（1.天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院 天津市神經(jīng)病學(xué)研究所，天津300052； 2.河北大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，河北 保定 071030；3.南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院神經(jīng)外科，廣東 廣州 510282；4.南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，江西 南昌 330006；5.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院神經(jīng)外科，湖北 武漢 430030；6.西湖大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310024；7.南京醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與信息學(xué)院，江蘇 南京 211166；8.南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，江蘇 南京 211166；9.河北大學(xué)附屬醫(yī)院病理科，河北 保定 071030；10.徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院腦科醫(yī)院 徐州醫(yī)科大學(xué)神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究所，江蘇 徐州 221006；11.天津醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)系，天津 300070；12.中南大學(xué)湘雅醫(yī)院神經(jīng)外科，湖南 長沙 410008；13.南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，江蘇 南京210029）

黨的十九大提出的“實(shí)施健康中國戰(zhàn)略”，不僅作為醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)新時代的工作綱領(lǐng)，更指明了醫(yī)學(xué)科技工作者的研究方向。為聚焦神經(jīng)系統(tǒng)重大疾病診治工作，瞄準(zhǔn)我國高發(fā)病和高死亡的腦腫瘤治療的關(guān)鍵問題和關(guān)鍵技術(shù)，中國醫(yī)師協(xié)會腦膠質(zhì)瘤專業(yè)委員會基礎(chǔ)研究與轉(zhuǎn)化學(xué)組經(jīng)過充分討論，提出了《“十四五”膠質(zhì)瘤基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化研究目標(biāo)與共識》，旨在闡明今后中國膠質(zhì)瘤研究方向、推動膠質(zhì)瘤基礎(chǔ)研究“從0到1”的突破，建立具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果，逐步摸索基礎(chǔ)研究成果從專利到臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用的整體管線布局。

1 建立全新的治療策略：新藥和新技術(shù)的再突破

腦部腫瘤，尤其是原發(fā)性腦瘤和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的惡性腫瘤，一直是神經(jīng)外科實(shí)踐中難度最大的疾病之一。據(jù)全球最大規(guī)模相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，我國腦部腫瘤發(fā)病和死亡人數(shù)均居首位[1]。膠質(zhì)瘤是最常見的原發(fā)性惡性腦部腫瘤[2]，發(fā)病率占腦部腫瘤的45% ～ 50%[3]，具有發(fā)病率高、復(fù)發(fā)率高、死亡率高和治愈率低的特點(diǎn)，其中以膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（glioblastoma，GBM）的惡性程度和致死率最高。目前，GBM首選治療仍是手術(shù)切除，治療原則是在盡力保護(hù)腦功能的前提下最大程度切除腫瘤，術(shù)后輔以系統(tǒng)放化療，但療效一直未令人滿意。截至目前，GBM生存期一般不超過1.5年。

由于腦膠質(zhì)瘤特殊的生長部位和微環(huán)境特征，一般藥物難以跨血腦屏障傳遞，大大限制了治療效果。目前臨床膠質(zhì)瘤治療的首選化療藥，也是唯一被廣泛接受的膠質(zhì)瘤一線抗腫瘤藥是可迅速穿過血腦屏障起效的抗腫瘤烷化劑——替莫唑胺。膠質(zhì)瘤因其固有的高異質(zhì)性，極易復(fù)發(fā)，且容易產(chǎn)生耐藥性，但苦于沒有其他可供選擇的治療手段，臨床醫(yī)生往往顯得束手無策。近些年，諸如嵌合抗原受體T細(xì)胞（chimeric antigen receptor T cells，CAR-T）、程序性死亡受體 1（programmed death-1，PD-1）抗體等腫瘤免疫治療方式被推向臨床，在肺癌、黑色素瘤等實(shí)體瘤中展示出強(qiáng)大的抗腫瘤效果，但在治療膠質(zhì)瘤方面卻不甚理想。隨著研究的深入，針對許多新型靶點(diǎn)的藥物展示出很好的抗膠質(zhì)瘤效果，有的已經(jīng)被批準(zhǔn)進(jìn)行臨床試驗(yàn)，諸如靶向異檸檬酸脫氫酶 1（isocitrate dehydrogenase 1，IDH1）突變的AG-120和AG-881等藥物[4-5]，靶向PTPRZ1-MET融合基因的伯瑞替尼[6]，以及通過阻斷磷脂肌醇3-激酶（phosphoinositide 3- kinase，PI3K）通路活性的具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的藥用辛夷根皮提取物ACT001[7]等。簇狀規(guī)則間隔的短回文重復(fù)序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats，CRISPR）/CRISPR相關(guān)蛋白13a（Cas13a）憑借獨(dú)特的靶向RNA的基因編輯能力，在膠質(zhì)瘤治療研究中也取得了較好的臨床前成果[8]。在老藥新用方面，廣泛使用的降糖藥二甲雙胍可通過改變細(xì)胞代謝狀態(tài)和誘導(dǎo)凋亡作用抑制膠質(zhì)瘤生長[9]。

基于上述背景，著眼于膠質(zhì)瘤患者的切實(shí)需要、著眼于目前臨床診療的方法局限，膠質(zhì)瘤基礎(chǔ)研究工作者們需要在以下方面深入探究：1）在生物制藥的研發(fā)方面需要加強(qiáng)藥物遞送方法與藥物作用靶點(diǎn)的研發(fā)，重點(diǎn)解決跨血腦屏障遞送的關(guān)鍵問題；2）進(jìn)一步加強(qiáng)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新性小分子藥物，加速臨床試驗(yàn)進(jìn)程；3）加強(qiáng)以基因編輯為代表的新手段新技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化工作；4）推進(jìn)老藥新用的基礎(chǔ)和臨床研究，探索多靶點(diǎn)聯(lián)合治療膠質(zhì)瘤方案。

2 進(jìn)行基于深度測序技術(shù)的全新診療方案

基因突變是腫瘤發(fā)生的始動誘因，更是影響臨床治療效果的關(guān)鍵因素。近年來研究表明，膠質(zhì)瘤存在多種基因突變，且具有亞型特異性。膠質(zhì)瘤可通過基因組和轉(zhuǎn)錄組測序來確定其分子亞型[10]。經(jīng)典亞型GBM的典型特征是7號染色體擴(kuò)增伴隨10號染色體缺失，表現(xiàn)為表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor，EGFR）高表達(dá)及CDKN2A缺失，但TP53一般不發(fā)生突變，神經(jīng)元前體細(xì)胞和干細(xì)胞標(biāo)志基因NES以及Notch和Hedgehog通路相關(guān)基因在該亞型中呈現(xiàn)高表達(dá)。間質(zhì)亞型膠質(zhì)瘤最常見的基因突變?yōu)镹F1和PTEN缺失，進(jìn)而引起蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，又稱為AKT）通路持續(xù)激活，該亞型特征性高表達(dá)的基因通常是CHI3L1、MET、CD44和MERTK等間質(zhì)相關(guān)基因，以及腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor alpha，TNFα）和核因子 κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）通路相關(guān)基因。前神經(jīng)元亞型最顯著的改變是IDH1和PDGFRA的突變，并常常伴隨TP53缺失，少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育相關(guān)基因OLIG2，NKX2-2以及前神經(jīng)元發(fā)育相關(guān)基因SOX家族等均呈現(xiàn)高表達(dá)。神經(jīng)元亞型膠質(zhì)瘤以神經(jīng)元標(biāo)志基因（NEFL、GABRA1、SYT1、SLC12A5）高表達(dá)為顯著特征。

掌握患者腫瘤的基因突變特征可用于評估治療方案和患者預(yù)后。IDH1/2突變多存在于低級別膠質(zhì)瘤中，也常見于繼發(fā)性GBM，在接收放療和烷化劑化療中具有較好預(yù)后[11]。TERT啟動子區(qū)域基因突變在原發(fā)型GBM中不與IDH1基因突變同時存在，而在少突膠質(zhì)細(xì)胞瘤中常存在TERT啟動子和IDH1/2共突變，并提示良好預(yù)后。BRAF基因若發(fā)生V600E突變，則可考慮使用BRAF抑制劑維羅非尼進(jìn)行輔助治療[12]。MGMT啟動子區(qū)甲基化程度高則提示患者采用替莫唑胺化療效果相對較好[13]。

隨著測序技術(shù)的發(fā)展，更多膠質(zhì)瘤特異性基因突變類型和低頻位點(diǎn)將被揭示和研究。在未來5年，膠質(zhì)瘤研究可針對以下方面進(jìn)行深入探索：1）通過進(jìn)一步推進(jìn)臨床膠質(zhì)瘤患者的基因診斷檢測，可從分子水平進(jìn)行個性化診斷并指導(dǎo)確立個性化治療方案；2）通過大樣本的深度測序分析，解析不同基因突變對膠質(zhì)瘤疾病進(jìn)展和預(yù)后的意義；3）在基于深度測序和跨平臺譜學(xué)背景下開發(fā)新型標(biāo)志物診斷試劑盒，便于制定患者個性化治療策略；4）進(jìn)一步評估基因突變作為新藥作用靶點(diǎn)的可能性，并開發(fā)出個性化位點(diǎn)的靶向小分子藥物，積極推向臨床轉(zhuǎn)化，為膠質(zhì)瘤患者個性化診療提供分子理論依據(jù)和有效治療手段，提高患者預(yù)后水平。

3 著眼于單細(xì)胞測序技術(shù)和干細(xì)胞研究的深層次研究

由于膠質(zhì)瘤對目前多數(shù)免疫治療手段普遍不敏感，因此被定義為“冷腫瘤”。以前的研究多采用臨床樣本進(jìn)行整體測序分析，樣本內(nèi)細(xì)胞成分復(fù)雜，無法區(qū)分各個組分的獨(dú)立特征。近年來，單細(xì)胞測序技術(shù)在腫瘤中的應(yīng)用極大提高了科研工作者對膠質(zhì)瘤的認(rèn)識。通過對臨床樣本的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序，膠質(zhì)瘤內(nèi)部高異質(zhì)性被進(jìn)一步揭示[14]，并利用單細(xì)胞水平表達(dá)譜信息將膠質(zhì)瘤的每個細(xì)胞進(jìn)行經(jīng)典4分型的歸類[15]。通過單細(xì)胞測序技術(shù)，發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤組織中浸潤大量的巨噬細(xì)胞/小膠質(zhì)細(xì)胞，T淋巴細(xì)胞占比極少[16]。深入研究發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)瘤內(nèi)部含有大量骨髓來源的巨噬細(xì)胞，而小膠質(zhì)細(xì)胞多出現(xiàn)在膠質(zhì)瘤組織周圍[17]。同時，利用CD45或CD11b抗體將膠質(zhì)瘤中的免疫細(xì)胞分選出來進(jìn)行單細(xì)胞測序分析，揭示膠質(zhì)瘤樣本中免疫細(xì)胞類型、分布及轉(zhuǎn)錄組特征[16-17]。

腫瘤干細(xì)胞作為腫瘤組織中一類具有自我更新和多向分化潛能的細(xì)胞，在維持腫瘤異質(zhì)性、促進(jìn)腫瘤發(fā)生發(fā)展等方面起到關(guān)鍵作用。在膠質(zhì)瘤組織中也存在這樣一類表達(dá)CD133和SOX2等干性基因的細(xì)胞，被稱為膠質(zhì)瘤干細(xì)胞[18]。大量研究表明膠質(zhì)瘤干細(xì)胞除了具有自我更新能力和多譜系分化能力之外，還與化療/放療抵抗有關(guān)[19]。膠質(zhì)瘤組織中缺氧缺血的微環(huán)境可促進(jìn)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞介導(dǎo)的血管生成作用[20]，加速膠質(zhì)瘤干細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移[21]。

單細(xì)胞水平的高通量測序技術(shù)為基礎(chǔ)研究提供了更有力的手段，腫瘤干細(xì)胞研究也為腫瘤治療提供了新思路。針對上述研究方向，廣大科研工作者可進(jìn)行深入挖掘：1）借以單細(xì)胞測序?yàn)橹鲗?dǎo)的高通量技術(shù)，進(jìn)一步描繪膠質(zhì)瘤的空間異質(zhì)性，解析各細(xì)胞之間的相互作用網(wǎng)絡(luò)，深入探索腫瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制，挖掘膠質(zhì)瘤微環(huán)境中腫瘤細(xì)胞、免疫細(xì)胞、基質(zhì)細(xì)胞等的協(xié)同作用，并依此探索個性化靶向治療靶點(diǎn)，開發(fā)小分子抑制劑；2）通過探索膠質(zhì)瘤干細(xì)胞抵抗放化療的分子機(jī)制，找尋藥物作用靶點(diǎn)，提高放化療治療效果。

4 推動全新的膠質(zhì)瘤動物模型的開發(fā)

目前，膠質(zhì)瘤研究多采用裸鼠皮下/原位瘤模型：將人源膠質(zhì)瘤細(xì)胞系或膠質(zhì)瘤原代細(xì)胞注射到裸鼠皮下/顱內(nèi)形成的腫瘤模型。該模型操作簡單，但無法反映膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展的真實(shí)過程，也無法模擬膠質(zhì)瘤免疫微環(huán)境特征。鼠源膠質(zhì)瘤細(xì)胞系僅有GL261細(xì)胞，無法模擬出膠質(zhì)瘤的高異質(zhì)性，以及各個亞型的腫瘤和免疫微環(huán)境特征。因此，若想研究更貼近真實(shí)膠質(zhì)瘤發(fā)生發(fā)展過程，就必須建立更加自然和合適的膠質(zhì)瘤動物模型。

基于各個亞型膠質(zhì)瘤的基因突變特征，科學(xué)家們已經(jīng)建立了數(shù)個亞型特異性的膠質(zhì)瘤原發(fā)模型[22]。2000年的一項(xiàng)研究將突變的K-Ras（G12D）和突變的AKT（Δ11-60）過表達(dá)至永生化的雞成纖維細(xì)胞中，并將細(xì)胞注射到小鼠顱內(nèi)，發(fā)現(xiàn)其呈現(xiàn)類膠質(zhì)瘤樣生長，形成彌漫浸潤的腫瘤組織[23]，意味著激活的Ras和AKT通路可以誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤發(fā)生。另外，將過表達(dá)PDGFB同時敲低Cdkn2a的慢病毒注射到小鼠海馬區(qū)，發(fā)現(xiàn)可以誘導(dǎo)前神經(jīng)元亞型膠質(zhì)瘤的發(fā)生[24]。類似的研究還有很多，針對NF1、TP53、PTEN、BRAF等膠質(zhì)瘤特征或常見突變基因均可以形成不同亞型的膠質(zhì)瘤模型。

3D培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展使得腫瘤類器官模型得以實(shí)現(xiàn)，3D系統(tǒng)可展現(xiàn)組織復(fù)雜空間形態(tài)和細(xì)胞-細(xì)胞、細(xì)胞-基質(zhì)之間的相互作用，在臨床前藥物篩選評價方面具有獨(dú)到的應(yīng)用。目前已開展了許多膠質(zhì)瘤類器官的研究[25-26]。3D打印是近些年新興的技術(shù)，一些科學(xué)家也將3D生物打印技術(shù)運(yùn)用到膠質(zhì)瘤模型上，將腫瘤中各種細(xì)胞和基質(zhì)進(jìn)行混合打印，在體外進(jìn)行3D培養(yǎng)和觀察，以期獲得貼近真實(shí)腫瘤的膠質(zhì)瘤模型，并探索微環(huán)境中腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞的相互作用[27]。

目前國內(nèi)外研究成果讓科學(xué)家們清醒地認(rèn)識到，真實(shí)、合理、貼近臨床的膠質(zhì)瘤模型對于基礎(chǔ)研究和藥物臨床轉(zhuǎn)化的重要性。因此，在未來5年中建立具有自主知識產(chǎn)權(quán)的膠質(zhì)瘤動物模型，即基于遺傳學(xué)經(jīng)典信號通路的動物模型開發(fā)，建立更加貼近臨床疾病的動物模型，著重推進(jìn)類器官培養(yǎng)與3D培養(yǎng)技術(shù)，便于神經(jīng)腫瘤的基礎(chǔ)研究和藥物篩選的快速推進(jìn)。

5 著力建立我國膠質(zhì)瘤標(biāo)準(zhǔn)化臨床和基礎(chǔ)資源共享平臺

由美國國家癌癥研究院發(fā)起的癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas，TCGA）是全球最大的腫瘤數(shù)據(jù)庫，收錄人類全部癌癥的基因組和轉(zhuǎn)錄組測序信息，一般只提供第三級標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)，很難得到原始測序數(shù)據(jù)。由首都醫(yī)科大學(xué)附屬天壇醫(yī)院的江濤教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的中國腦膠質(zhì)瘤基因組圖譜（Chinese Glioma Genome Atlas，CGGA） 收 錄了包括全外顯子測序、轉(zhuǎn)錄組測序、mRNA芯片、miRNA芯片及DNA甲基化芯片等標(biāo)準(zhǔn)化后的膠質(zhì)瘤樣本信息，并可進(jìn)行在線分析[28]。面對當(dāng)下復(fù)雜多變的國際形勢，CGGA的出現(xiàn)在為我國膠質(zhì)瘤研究者擺脫TCGA的限制、獲得我國膠質(zhì)瘤患者臨床和測序數(shù)據(jù)珍貴資料等方面，提供了一個有力的平臺。因此，建立一個屬于我國的標(biāo)準(zhǔn)化膠質(zhì)瘤資源共享數(shù)據(jù)庫，制定標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)管理流程，提供數(shù)據(jù)共享和交流合作的平臺，對推動我國膠質(zhì)瘤領(lǐng)域基礎(chǔ)研究很有必要。

基礎(chǔ)研究往往存在與臨床實(shí)際需求脫節(jié)的情況，一方面基礎(chǔ)研究者缺少相關(guān)臨床數(shù)據(jù)和樣本，另一方面難以掌握臨床最新最迫切的需求。建立標(biāo)準(zhǔn)化臨床資源共享平臺，提供標(biāo)準(zhǔn)完善的臨床資料信息及臨床組織樣本，有利于促進(jìn)基礎(chǔ)研究與臨床需求的交流融合，鼓勵各單位積極參與多中心合作，從而推進(jìn)我國膠質(zhì)瘤基礎(chǔ)研究成果的臨床轉(zhuǎn)化。

當(dāng)今，我國正處于世界大變局的國內(nèi)外復(fù)雜環(huán)境中，各項(xiàng)事業(yè)發(fā)展均面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。我們要勇于直面問題，承擔(dān)壓力，要在危機(jī)中育先機(jī)、于變局中開新局。“十四五”時期是我國全面建成小康社會后乘勢而上開啟全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的第1個5年，也是推進(jìn)“健康中國”戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵時期，對醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究創(chuàng)新和臨床轉(zhuǎn)化提出了更為迫切的要求。膠質(zhì)瘤科研工作者要以國家和人民的迫切需要為導(dǎo)向，加快科研創(chuàng)新，加深多中心合作，不斷將基礎(chǔ)科研推向?qū)＠暾埵跈?quán)和臨床轉(zhuǎn)化，建立針對我國膠質(zhì)瘤患者特點(diǎn)的、具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的膠質(zhì)瘤研究和診療新策略，為我國醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。