First-in-human prospective trial of sonobiopsy in high-grade glioma patients using neuronavigation-guided focused ultrasound.
First-in-human prospective trial of sonobiopsy in high-grade glioma patients using neuronavigation-guided focused ultrasound.
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使用神经导航引导聚焦超声对高度胶质瘤患者进行超声活检的首次人体前瞻性试验。
DOI：
10.1038/s41698-023-00448-y
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发表时间：
2023-09-16
影响因子：
7.9
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
声活检是一种新兴的技术，结合聚焦超声（FUS）和微泡，以丰富循环脑疾病特异性生物标志物，用于脑疾病的无创分子诊断。在这里，我们报告了首次在高级别胶质瘤患者中进行超声活检的人体前瞻性试验，以评估其在富集血浆循环肿瘤生物标志物方面的可行性和安全性。根据神经导航的既定临床工作流程，使用与临床神经导航系统集成的灵活FUS器械进行超声活检。在FUS超声处理之前和之后收集的血液样品的分析显示，超声活检富集血浆循环肿瘤DNA（ctDNA），包括单体游离DNA（cfDNA）片段（120-280 bp）的最大增加1.6倍，患者特异性肿瘤变体ctDNA水平的最大增加1.9倍，以及TERT突变ctDNA水平的最大增加5.6倍。手术切除肿瘤的组织学分析证实了该手术的安全性。超声处理和非超声处理的肿瘤组织的转录组分析发现，FUS超声处理调制细胞物理结构相关的基因。在检测到的17，982个与免疫途径相关的基因中，只有2个基因上调。这些可行性和安全性的数据支持继续研究声活检的非侵入性分子诊断的脑部疾病。
Sonobiopsy is an emerging technology that combines focused ultrasound (FUS) with microbubbles to enrich circulating brain disease-specific biomarkers for noninvasive molecular diagnosis of brain diseases. Here, we report the first-in-human prospective trial of sonobiopsy in high-grade glioma patients to evaluate its feasibility and safety in enriching plasma circulating tumor biomarkers. A nimble FUS device integrated with a clinical neuronavigation system was used to perform sonobiopsy following an established clinical workflow for neuronavigation. Analysis of blood samples collected before and after FUS sonication showed that sonobiopsy enriched plasma circulating tumor DNA (ctDNA), including a maximum increase of 1.6-fold for the mononucleosome cell-free DNA (cfDNA) fragments (120–280 bp), 1.9-fold for the patient-specific tumor variant ctDNA level, and 5.6-fold for the TERT mutation ctDNA level. Histological analysis of surgically resected tumors confirmed the safety of the procedure. Transcriptome analysis of sonicated and nonsonicated tumor tissues found that FUS sonication modulated cell physical structure-related genes. Only 2 out of 17,982 total detected genes related to the immune pathways were upregulated. These feasibility and safety data support the continued investigation of sonobiopsy for noninvasive molecular diagnosis of brain diseases.
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