Жидкостная биопсия плазмы и цереброспинальной жидкости с выявлением внеклеточной опухолевой ДНК как инструмент для диагностики и генотипирования глиом: наблюдательное одномоментное пилотное исследование
- Авторы: Рахматуллин Т.И.1, Джайн М.1, Самоходская Л.М.1, Алексеев И.М.2, Зуев А.А.2
-
Учреждения:
- Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
- Национальный медико-хирургический Центр им. Н.И. Пирогова
- Раздел: Оригинальные исследования
- Статья получена: 14.05.2025
- Статья одобрена: 30.07.2025
- Статья опубликована: 14.11.2025
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/679633
- DOI: https://doi.org/10.17816/KMJ679633
- EDN: https://elibrary.ru/BKKQRS
- ID: 679633
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. Жидкостная биопсия является перспективным методом анализа опухолевого генетического материала в плазме и цереброспинальной жидкости. Эти биологические среды характеризуются низкой концентрацией данного материала. Предполагается, что предварительная амплификация может повысить чувствительность анализа.
Цель исследования. Оценить выявляемость и содержание внеклеточного опухолевого генетического материала в плазме и ликворе пациентов с глиомами с помощью цифровой капельной полимеразной цепной реакции без и с использованием преамплификации.
Методы. В исследование включены образцы плазмы и цереброспинальной жидкости 25 пациентов с впервые установленной глиомой, которым была назначена операция по частичному или полному удалению опухоли. ДНК выделяли из 2,5–5 мл ликвора и 5 мл плазмы. Каждый образец анализировали с помощью цифровой капельной полимеразной цепной реакции на наличие мутаций генов IDH1 R132H и промотора TERT C228T и C250T. Поиск мутаций проводили как в растворе выделенной ДНК, так и в растворе после предварительной амплификации. Порог ложноположительных сигналов устанавливали в серии экспериментов с анализом образцов дикого типа и отрицательного контроля без матрицы. При статистической обработке для сравнения парных данных использовали критерии Манна–Уитни и Уилкоксона, для определения корреляционных связей — критерий Спирмена.
Результаты. Чувствительность и специфичность жидкостной биопсии ликвора без преамплификации составили 14,3 и 100% для пациентов с глиомами степени злокачественности 1–3 и 50 и 100% для пациентов с глиомами степени 4. После преамплификации данные значения составили 57,1 и 50% для глиом степени 1–3 и 75 и 80% для глиом степени 4. Отмечена значимая взаимосвязь между уровнями внеклеточной ДНК и объёмом, степенью злокачественности опухоли, а также характером её контрастного накопления (отсутствие, умеренное/неравномерное, интенсивное, кольцевидное).
Заключение. Жидкостная биопсия с предварительной амплификацией ДНК обладает ограниченными чувствительностью и специфичностью в выявлении глиом, однако позволяет оценивать важные характеристики опухоли, что может быть полезно для выбора терапевтической тактики.
Ключевые слова
Об авторах
Тагир Ирекович Рахматуллин
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: tagir.rakhmatullin@internet.ru
ORCID iD: 0000-0002-4601-3478
SPIN-код: 7068-1678
стажёр-исследователь
Россия, г. МоскваМарк Джайн
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: jain-mark@outlook.com
ORCID iD: 0000-0002-6594-8113
SPIN-код: 3783-4441
канд. биол. наук, старший научный сотрудник
Россия, г. МоскваЛариса Михайловна Самоходская
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Email: slm@fbm.msu.ru
ORCID iD: 0000-0001-6734-3989
SPIN-код: 5404-6202
канд. мед. наук, доцент
Россия, г. МоскваИван Максимович Алексеев
Национальный медико-хирургический Центр им. Н.И. Пирогова
Email: alexeev.im@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8107-3065
SPIN-код: 9947-1988
врач-нейрохирург
Россия, г. МоскваАндрей Александрович Зуев
Национальный медико-хирургический Центр им. Н.И. Пирогова
Email: mosbrain@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2974-1462
SPIN-код: 9377-4574
д-р мед. наук, профессор
Россия, г. МоскваСписок литературы
- Ostrom QT, Price M, Neff C, et al. CBTRUS Statistical Report: Primary Brain and Other Central Nervous System Tumors Diagnosed in the United States in 2016-2020. Neuro-Oncology. 2023;25(Supplement_4):iv1–iv99. doi: 10.1093/NEUONC/NOAD149
- Miller KD, Ostrom QT, Kruchko C, et al. Brain and other central nervous system tumor statistics, 2021. Ca Cancer J Clin. 2021;71(5):381–406. doi: 10.3322/CAAC.21693 EDN: IFDGOH
- Weller M, Van den bent M, Preusser M, et al. EANO guidelines on the diagnosis and treatment of diffuse gliomas of adulthood. Nat Rev Clin Oncol. 2020;18(3):170–186. doi: 10.1038/s41571-020-00447-z EDN: JXVXQX
- Louis DN, Perry A, Wesseling P, et al. The 2021 WHO Classification of Tumors of the Central Nervous System: a summary. Neuro-Oncology. 2021;23(8):1231–1251. doi: 10.1093/NEUONC/NOAB106 EDN: BJWXKV
- Juratli TA, Cahill DP, Mccutcheon IE. Determining optimal treatment strategy for diffuse glioma: the emerging role of IDH mutations. Expert Rev Anticancer Ther. 2015;15(6):603–606. doi: 10.1586/14737140.2015.1047351 EDN: UQRFZV
- Alnahhas I. Molecular Testing in Gliomas: What is Necessary in Routine Clinical Practice? Curr Oncol Reports. 2024;26(11):1277–1282. doi: 10.1007/s11912-024-01602-w EDN: NQXASU
- Zacher A, Kaulich K, Stepanow S, et al. Molecular Diagnostics of Gliomas Using Next Generation Sequencing of a Glioma-Tailored Gene Panel. Brain Pathol. 2016;27(2):146–159. doi: 10.1111/bpa.12367 EDN: YVSLHX
- Rakhmatullin TI, Jain M, Samokhodskaya LM, Zuev AA. Liquid biopsy of gliomas with detection of extracellular tumor nucleic acids. J Clin Pr. 2024;15(3):82–95. doi: 10.17816/clinpract629883 EDN: XFYLDH
- Tunthanathip T, Madteng S. Factors associated with the extent of resection of glioblastoma. Precis Cancer Med. 2020;3:12–12. doi: 10.21037/PCM.2020.01.01 EDN: FISEEU
- Alhalabi OT, Dao Trong P, Kaes M, et al. Repeat surgery of recurrent glioma for molecularly informed treatment in the age of precision oncology: A risk-benefit analysis. J Neurooncol. 2024;167(2):245–255. doi: 10.1007/S11060-024-04595-5/TABLES/2 EDN: NQQGRD
- Jain M, Atayan D, Rakhmatullin T, et al. Cell-Free Tumor DNA Detection-Based Liquid Biopsy of Plasma and Bile in Patients with Various Pancreatic Neoplasms. Biomedicines. 2024;12(1):220. doi: 10.3390/BIOMEDICINES12010220 EDN: OPLSCE
- Diplas BH, Liu H, Yang R, et al. Sensitive and rapid detection of TERTpromoter and IDHmutations in diffuse gliomas. Neuro-Oncology. 2018;21(4):440–450. doi: 10.1093/NEUONC/NOY167 EDN: BTWJRQ
- Karacam B, Elbasan EB, Khan I, et al. Role of cell-free DNA and extracellular vesicles for diagnosis and surveillance in patients with glioma. J Liq Biopsy. 2024;4:100142. doi: 10.1016/j.jlb.2024.100142 EDN: ZFFAMT
- Riviere-Cazaux C, Dong X, Mo W, et al. Longitudinal Glioma Monitoring via Cerebrospinal Fluid Cell-Free DNA. Clin Cancer Res. 2024;31(5):881–889. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-24-1814 EDN: AJMCHO
- Palande V, Detroja R, Gorohovski A, et al. A liquid biopsy platform for detecting gene-gene fusions as glioma diagnostic biomarkers and drug targets. bioRxiv. 2020. doi: 10.1101/2020.02.25.963975
- Bagley SJ, Nabavizadeh SA, Mays JJ, et al. Clinical Utility of Plasma Cell-Free DNA in Adult Patients with Newly Diagnosed Glioblastoma: A Pilot Prospective Study. Clin Cancer Res. 2020;26(2):397–407. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-19-2533 EDN: GVFLPZ
- Orzan F, De bacco F, Lazzarini E, et al. Liquid Biopsy of Cerebrospinal Fluid Enables Selective Profiling of Glioma Molecular Subtypes at First Clinical Presentation. Clin Cancer Res. 2023;29(7):1252–1266. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-22-2903 EDN: RAQNMO
- Zaytseva M, Usman N, Salnikova E, et al. Methodological Challenges of Digital PCR Detection of the Histone H3 K27M Somatic Variant in Cerebrospinal Fluid. Pathol Oncol Res. 2022;28:1610024. doi: 10.3389/pore.2022.1610024 EDN: MXSPIC
- Zhang W, Bream JH, Leng SX, Margolick JB. Validation of Preamplification to Improve Quantification of Cytomegalovirus DNA Using Droplet Digital Polymerase Chain Reaction. Anal Chem. 2021;93(8):3710–3716. doi: 10.1021/ACS.ANALCHEM.0C02890 EDN: LGGQKD
- Kang Y, Lin X, Kang D. Diagnostic value of circulating tumor DNA in molecular characterization of glioma. Medicine. 2020;99(33):e21196. doi: 10.1097/MD.0000000000021196 EDN: VXRYNI
- Mcmahon JT, Studer M, Ulrich B, et al. Circulating Tumor DNA in Adults With Glioma: A Systematic Review and Meta-Analysis of Biomarker Performance. Neurosurgery. 2022;91(2):231–238. doi: 10.1227/neu.0000000000001982 EDN: GEIHTB
- Mcevoy AC, Calapre L, Pereira MR, et al. Sensitive droplet digital PCR method for detection ofTERTpromoter mutations in cell free DNA from patients with metastatic melanoma. Oncotarget. 2017;8(45):78890–78900. doi: 10.18632/oncotarget.20354
- Trung NT, Hoan NX, Trung PQ, et al. Clinical significance of combined circulating TERT promoter mutations and miR-122 expression for screening HBV-related hepatocellular carcinoma. Sci Reports. 2020;10(1):8181. doi: 10.1038/s41598-020-65213-8 EDN: HBYJPB
- Sidstedt M, Rådström P, Hedman J. PCR inhibition in qPCR, dPCR and MPS-mechanisms and solutions. Anal Bioanal Chem. 2020;412(9):2009–2023. doi: 10.1007/s00216-020-02490-2 EDN: FKLGIE
- Huang J, Zeng D, Duan G, et al. Single-Tubed Wild-Type Blocking Quantitative PCR Detection Assay for the Sensitive Detection of Codon 12 and 13 KRAS Mutations. Plos One. 2015;10(12):e0145698. doi: 10.1371/journal.pone.0145698 EDN: WUEXAP
- Vargas DY, Marras SA, Tyagi S, Kramer FR. Suppression of Wild-Type Amplification by Selectivity Enhancing Agents in PCR Assays that Utilize SuperSelective Primers for the Detection of Rare Somatic Mutations. J Mol Diagnostics. 2018;20(4):415–427. doi: 10.1016/j.jmoldx.2018.03.004
- Fujita Y, Nunez-Rubiano L, Dono A, et al. IDH1 p.R132H ctDNA and D-2-hydroxyglutarate as CSF biomarkers in patients with IDH-mutant gliomas. J Neuro-oncology. 2022;159(2):261–270. doi: 10.1007/s11060-022-04060-1 EDN: KYPZVA
- Otsuji R, Fujioka Y, Hata N, et al. Liquid Biopsy for Glioma Using Cell-Free DNA in Cerebrospinal Fluid. Cancers. 2024;16(5):1009. doi: 10.3390/cancers16051009 EDN: PNRUKH
- Crucitta S, Pasqualetti F, Gonnelli A, et al. IDH1 mutation is detectable in plasma cell-free DNA and is associated with survival outcome in glioma patients. BMC Cancer. 2024;24(1):31. doi: 10.1186/s12885-023-11726-0 EDN: AAJXZH
- Muralidharan K, Yekula A, Small JL, et al. TERT Promoter Mutation Analysis for Blood-Based Diagnosis and Monitoring of Gliomas. Clin Cancer Res. 2021;27(1):169–178. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-20-3083 EDN: BMSLYJ
- Xie S, Wang Y, Gong Z, et al. Liquid Biopsy and Tissue Biopsy Comparison with Digital PCR and IHC/FISH for HER2 Amplification Detection in Breast Cancer Patients. J Cancer. 2022;13(3):744–751. doi: 10.7150/jca.66567 EDN: BNYHGN
- Chashchina GV, Tevonyan LL, Beniaminov AD, Kaluzhny DN. Taq-Polymerase Stop Assay to Determine Target Selectivity of G4 Ligands in Native Promoter Sequences of MYC, TERT, and KIT Oncogenes. Pharmaceuticals. 2023;16(4):544. doi: 10.3390/ph16040544 EDN: TYDDZQ
- Piccioni DE, Achrol AS, Kiedrowski LA, et al. Analysis of cell-free circulating tumor DNA in 419 patients with glioblastoma and other primary brain tumors. CNS Oncol. 2019;8(2):CNS34. doi: 10.2217/cns-2018-0015
- Lu Y, Du N, Fang X, et al. Identification of T2W hypointense ring as a novel noninvasive indicator for glioma grade and IDH genotype. Cancer Imaging. 2024;24(1):80. doi: 10.1186/s40644-024-00726-3 EDN: YIDFTB
- Penkova A, Kuziakova O, Gulaia V, et al. Comprehensive clinical assays for molecular diagnostics of gliomas: the current state and future prospects. Front Mol Biosci. 2023;10:1216102. doi: 10.3389/fmolb.2023.1216102 EDN: QHGLBE
Дополнительные файлы

