图1：超声液体活检流程。
a 参与本研究的五名患者（G01、G02、G03、G04 和 G05）超声液体活检前的对比增强T1加权MRI图像。
b 神经导航引导下的超声液体活检设备示意图。
c 超声液体活检时使用的与神经导航探针相连的FUS传感器图片。
d 超声液体活检临床工作流程。

超声液体活检^[1]一种新兴技术，它将聚焦超声（FUS）^[2]与微气泡相结合，以便富集循环脑疾病特异性生物标志物，用于脑部疾病的无创分子诊断。在此，我们报告了首次在高级别胶质瘤患者中进行的超声液体活检前瞻性人体试验，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。该试验使用了与临床神经导航^[3]系统集成的灵巧型FUS设备，按照神经导航的既定临床工作流程进行超声液体活检。对FUS超声前后采集的血样的分析表明，超声液体活检富集了血浆循环肿瘤DNA（ctDNA）^[4]，其中单核细胞游离DNA（cfDNA）^[5]片段（120-280bp）最大增加了1.6倍，患者特异性肿瘤变异ctDNA水平增加了1.9 倍，TERT^[6]突变ctDNA水平增加了5.6倍。对手术切除的肿瘤进行的组织学分析证实了这一过程的安全性。对超声处理和非超声处理肿瘤组织的转录组分析发现，FUS超声处理调节了细胞物理结构相关基因。在总共检测到的17,982个与免疫途径相关的基因中，只有2个上调。这些可行性和安全性数据支持继续研究超声液体活检对脑部疾病的无创分子诊断。

注：

[1] Sonobiopsy，超声液体活检，或称超声介导的液体活检，是利用聚焦超声波瞄准大脑内部的目标病灶组织（如肿瘤）。找到目标组织后，再向血液中注入微气泡。微气泡会到达超声波标准的目标组织并发生脉动，从而打开血脑屏障。这会暂时性的允许病灶组织中的生物标记物（如DNA、RNA和蛋白质）通过血脑屏障并释放到血液中。再使用液体活检方式进行相关常规检测。这是华盛顿大学的专利技术。更多信息可参考 “Cordance Medical Licenses Key Intellectual Property from Washington University to Enhance its NeuroAccess? Platform”和 《Science关注革命性技术：用超声打开血脑屏障》。

[2] focused ultrasound，FUS，聚焦超声，又称high-intensity focused ultrasound（HIFU），高能聚焦超声治疗或超声刀，其原理类似太阳灶，在计算机控制下通过特别的超声发射器，把数百束声波通过超声通道从不同的方向聚焦向同一部位（肿瘤），使其转化为热能，在0.25秒左右使肿瘤治疗点的温度达到65-100℃，造成肿瘤细胞的变性坏死，瞬间杀死3×3×10mm3的肿瘤组织，而正常组织没有损伤。更多信息可参考 《高能聚焦超声治疗（HIFU）简介》和 《浅析高强度聚焦超声消融（HIFU）技术》以及 《HIFU聚焦超声波治疗现在在临床上到底是什么地位～似乎很多临床医生并不很看好听起来像是万能的海扶？》。

[3] neuronavigation，神经导航，又称无框架立体定向技术，于1986年由Roberts等首次运用到神经外科临床。导航(navigation)最初指在航海或陆地航行中依赖实时定位系统选择简捷、安全的路径准确到达目的地，神经导航系统类似的将导航的概念和原理应用于神经外科手术中，凭借电脑图像处理和手术器械追踪定位技术，优化手术入路、精确操作范围。更多信息可参考 《神经导航系统在神经外科领域的应用》和 《神经导航 Neuronavigation》。

[4] circulating tumour DNA，ctDNA，循环肿瘤DNA，是人体血液循环系统中具有一定特征的(包括突变、缺失、插入、重排、拷贝数变异、甲基化等)来自肿瘤细胞基因组的DNA片段，其主要来源于凋亡或坏死的肿瘤细胞。ctDNA的检测和分析能够提供肿瘤中的基因组信息，例如基因组中的拷贝数变异、突变和甲基化富集等。相较于其他的肿瘤标志物，ctDNA相对稳定，提取技术相对成熟，与肿瘤的大小和发展具有一定的相关性，是一种新兴的、有前景的肿瘤生物标志物，在精准医疗中发挥着越来越重要的作用。更多信息可参考 《循环肿瘤DNA的检测:从数字化到测序》和 《循环肿瘤DNA临床研究进展及前景》以及 《循环肿瘤DNA的临床应用现状和挑战》。

[5] cell-free DNA，circulating cell-free DNA，cfDNA，游离DNA，又称循环游离DNA，是指存在于人体血液循环中的、游离于细胞外的高度片段化DNA。在特定情况下（如肿瘤患者、孕妇、接受器官移植的患者等），一小部分来自“异源性”细胞的cfDNA（如肿瘤细胞、胎儿细胞、或供体细胞）可以作为基因检测的标志物。更多信息可参考 《循环游离DNA检测及其临床应用进展》和 《游離DNA (Circulating Cell Free DNA)》。

[6] TERT，telomerase reverse transcriptase，端粒酶逆转录酶。端粒酶是一种具有逆转录活性的核糖核蛋白聚合酶，酶端粒酶活性主要取决于具有催化活性的TERT的转录调节，端粒酶活性与TERT基因的表达呈正相关，TERT的经典功能是合成端粒DNA维持端粒稳定性，赋予细胞无限增殖的潜能然而。更多信息可参考 《端粒酶逆转录酶》。

BMEN202312160002
来源：Nature
标题：First-in-human prospective trial of sonobiopsy in high-grade glioma patients using neuronavigation-guided focused ultrasound