基于质谱技术在术中快速检测胶质瘤中IDH突变

推荐一篇发表在PNAS上的论文，题目为Rapid detection of IDH mutations in gliomas by intraoperative mass spectrometry，通讯作者是普渡大学的R. Graham Cooks教授，清华大学的欧阳证教授，复旦大学华山医院的毛颖教授，美国梅奥诊所的Alfredo Quinones-Hinojosa教授，R. Graham Cooks教授是世界著名的从事质谱基础研究的科学家，欧阳证教授主要致力于便携式质谱的研究，后两位通讯作者是知名的神经外科教授，长期从事神经外科临床和研究工作。

神经胶质瘤是一种常见的脑癌，5年生存率较低，肿瘤组织的分子特征对于患者的预后和临床医生在手术期间和术后的决策制定越来越重要。然而，手术期间的诊断信息主要来源于组织切片的显微镜检查，并且不提供分子或遗传信息。很多神经胶质瘤的患者都会发生IDH的突变，这会导致一种肿瘤代谢物——2-羟基戊二酸（2-HG）的积累。然而IDH突变对于脑胶质瘤患者的诊断、预后和术中术后治疗至关重要，如果在术中快速而准确的测量IDH的突变状态，可以帮助改善切除。然而目前的诊断方法仅在术后进行的分子特征评估，手术后数天才能得出结果。

质谱是一种高灵敏度和强大的分析技术，能够检测和定量复杂样品中的生物分子。因此，普渡大学与梅奥诊所团队以及清华大学与华山医院团队使用了两种质谱工作流程，用于IDH突变的术中诊断。两个团队分别使用敞开式离子化质谱技术（DESI）和便携式质谱（DCS-Mini MS）直接检测术中医生提供的活检组织。一级质谱的代谢物信号与其他分子的信号重叠，因此采用串联质谱（MS/MS）以满足测量精度。谷氨酸（Glu）是大脑中丰富的分子，与IDH突变无关，其浓度与2-HG呈负相关，被用作MS/MS测量中的内源参考。因此，同步分析2-HG和Glu信号，其含量比值可用于评估IDH突变状态。

尽管使用了不同的电离方法和质谱仪，但两种方法都产生了类似的谱图，并通过2-HG和Glu比值方法能够准确地确定IDH突变状态，然后通过前瞻性的验证研究测试了训练集观察到的分离效果，能够以100%的灵敏度和特异性实现准确诊断。针对核心肿瘤区域，作者通过将术中在线和实验室离线的两种方法重复实验，都实现了优越的诊断性能，然而对于肿瘤边缘组织区域的检测，诊断性能略微降低。