Adv Sci：卢光明/张龙江等团队再次合作发现通过拉曼光谱能够在精确识别胶质母细胞瘤微浸润

精确识别胶质母细胞瘤(GBM)微浸润对于实现完全切除至关重要，但在临床实践中仍然是一个巨大的挑战。

2024年7月31日，南方医科大学卢光明、新加坡国立大学陈小元及南京大学张龙江、Pan Hao共同通讯在Advanced Science 在线发表题为“Precise Identification of Glioblastoma Micro-Infiltration at Cellular Resolution by Raman Spectroscopy”的研究论文。该研究表明，拉曼光谱能够以细胞分辨率有效识别临床标本中的GBM微浸润。

浸润性病变和正常脑组织之间的光谱差异归因于磷脂、核酸、氨基酸和不饱和脂肪酸。拉曼光谱识别的这些生化代谢物得到了空间代谢组学的进一步证实。基于差异光谱，拉曼成像以非标记方式解析与GBM病变相关的重要形态学信息。拉曼光谱结合机器学习在检测浸润性病变方面的受试者工作特征曲线下面积(AUC)超过95%。最重要的是，拉曼光谱识别的癌细胞阈值低至每0.01平方毫米3个人类GBM细胞。拉曼光谱可以检测到以前无法检测到的弥漫浸润性癌细胞，这对于指导GBM患者的完全肿瘤切除具有潜在价值。

胶质母细胞瘤(GBM)因其高度浸润性而成为最具破坏性的脑肿瘤。尽管采用了多模式治疗，GBM患者的中位生存期仍不到1年。手术是GBM的基石治疗，切除范围决定了预后。根据先前的研究，即使术后残留体积小于2.3cm³，GBM也会因未能切除微浸润病变而复发。因此，精确识别微浸润肿瘤对于实现最大限度的安全切除和提高GBM患者生存率至关重要。目前用于检测大块肿瘤和浸润性病变的技术包括磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)和荧光成像，但由于分辨率有限，所有这些技术都无法识别GBM的微浸润。因此，为了实现最大限度的安全切除，迫切需要具有高分辨率的检测GBM微浸润的策略。

拉曼光谱(RS)具有高分辨率，是一种很有前途的识别GBM微浸润的方法。RS是一种基于非弹性光散射的无标记技术，可探测与组织中化学键相关的分子振动。组织的所有成分都会对拉曼波段产生贡献，RS可以捕捉到细微的成分变化，使其具有高灵敏度。GBM微浸润可引起拉曼光谱的变化，这种变化是由于微浸润病变代谢物的改变而产生的。因此，RS在识别GBM微浸润方面具有很大的潜力。目前，RS已用于GBM检测，而对识别GBM微浸润的关注较少。

（a-c）GL261和（d-f）LN229肿瘤小鼠正常脑组织与浸润性病变比较（每个动物模型n=16）（图源自Advanced Science ）

在此，作者利用RS结合机器学习来有效识别GBM微浸润。RS识别的浸润性病变中的GBM细胞密度阈值首次低至每0.01mm²3个GBM细胞。应用空间代谢组学来验证RS识别的代谢变化。此外，作者利用拉曼成像以微米分辨率可视化不同的组织类型。总之，本研究揭示了RS以前所未有的分辨率识别微浸润性病变的潜力，这为未来GBM的完全切除提供了一种新的辅助工具。

参考消息：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202401014