用纳米检测技术追踪脑瘤“种子细胞”，预测胶质母细胞瘤复发

胶质母细胞瘤（GBM）是一种侵袭性极强的原发性脑肿瘤，患者预后极差，中位生存期约14个月。其治疗耐药性发展快、局部复发频繁，是导致患者预后不佳的关键因素。目前，通过磁共振成像（MRI）等影像学手段监测肿瘤进展存在局限性，如难以区分假性进展和放射性坏死；而手术切除标本的组织病理学检查仅能提供有限的肿瘤分子特征，无法动态监测肿瘤演变。因此，开发无创的治疗期间肿瘤演变监测方法对GBM治疗管理至关重要。

近年来，液体活检作为一种通过患者血液表征和监测肿瘤特征的诊断方法逐渐兴起。其中，外泌体或小细胞外囊泡（sEVs）作为液体活检标志物，是纳米级囊泡（50-150 nm），能携带蛋白质、核酸等分子 cargo，且GBM肿瘤释放的sEVs可穿过血脑屏障进入外周血。然而，从血液中特异性分离和表征GBM sEVs一直是研究难点。

为此，研究团队开发了一种名为GBM细胞外囊泡监测表型分析芯片（GEMPAC）的纳米诊断平台。该平台整合了独特的GBM sEV标志物（中枢神经系统特异性跨膜蛋白ATP1B2和EAAT2作为捕获标志物，以及胶质瘤干细胞（GSC）标志物CD24、CD44、CD133和EGFR作为恶性表型监测标志物），结合纳米剪切多重表面增强拉曼光谱（SERS）技术，实现对GBM患者sEVs表面蛋白组成的高灵敏度、高精度分析。

研究首先通过生物信息学分析和免疫组化验证，确认ATP1B2和EAAT2在正常脑和GBM组织中高表达，可作为捕获CNS来源sEVs的特异性标志物。在患者来源的GBM细胞系中，验证了这些标志物在sEVs表面的表达。随后，利用GEMPAC平台对36例GBM患者手术前后的血浆sEVs进行分析，发现术后GEMPAC评分（由GSC标志物归一化计算得到）高的患者生存期显著缩短，其预测1年总生存期的曲线下面积（AUC）达0.79，表明该评分可反映术后残留肿瘤负荷，预测患者生存。

在纵向监测中，对12例患者的血液样本分析显示，GEMPAC能动态监测治疗期间GSC亚群的演变。例如，在MRI检测到肿瘤复发前5-6周，快速进展患者的GEMPAC评分已显著升高，主要由间充质样（MES-like）GSC标志物CD44和少突胶质前体细胞样（OPC-like）GSC标志物CD133的表达增加驱动；而对替莫唑胺（TMZ）治疗有反应的患者，其GEMPAC评分逐渐降低，GSC标志物表达减少。此外，GEMPAC还能监测不同治疗方案（如EGFR靶向药物ABT-414联合TMZ+放疗）下肿瘤的表型演变，发现ABT-414治疗后sEVs中EGFR表达降低，CD44表达升高，提示肿瘤向MES样表型转变。

综上，GEMPAC平台通过分析血液中GBM sEVs的GSC标志物，为实时监测肿瘤演变和治疗反应提供了新工具，有望改善GBM患者的临床管理和生存预后。