复发性胶质母细胞瘤细胞呈现高度黏附性放射状胶质细胞表型的非典型行为研究及其治疗意义

本研究报告一例IDH1突变型胶质母细胞瘤（GBM）患者在经历标准Stupp方案（放疗+替莫唑胺TMZ）及肿瘤治疗电场（TTF）治疗后，复发肿瘤细胞表现出独特的放射状胶质细胞（RGCs）表型转化。该表型具有超强黏附特性、三维聚集体形成能力和迁移促进作用，揭示了治疗诱导的肿瘤可塑性（tumor plasticity）在GBM复发中的关键作用，为靶向肿瘤适应性治疗策略提供了新方向。

　　

引言

胶质母细胞瘤（Glioblastoma, GBM）是中枢神经系统最常见且最具侵袭性的原发性恶性肿瘤，根据美国脑肿瘤登记中心（CBTRUS）数据，其中位生存期仅8-9个月，占所有恶性脑肿瘤的50.9%。按照2021年世界卫生组织（WHO）第五版中枢神经系统肿瘤分类标准，GBM被归类为WHO 4级星形细胞瘤，具有高度异质性和侵袭性。当前标准治疗方案采用Stupp协议，包括最大范围安全手术切除，术后辅以放疗和替莫唑胺（Temozolomide, TMZ）化疗。尽管采取积极治疗，GBM仍几乎不可避免复发，其五年生存率低于10%。

复发主要归因于治疗抵抗性癌症干细胞（Cancer Stem Cells, CSCs）的存在以及肿瘤在治疗压力下的适应性变化。即使经过替莫唑胺和放疗等强化治疗，部分肿瘤细胞仍能存活，并通过遗传和表观遗传改变获得更具侵袭性的表型。研究表明，标准治疗可重塑肿瘤转录组景观，增强干细胞特性、改变细胞形态、提高肿瘤可塑性（tumor plasticity）。因此，复发性GBM通常含有比原发肿瘤更高比例的CSCs，进而对常规治疗产生更强抵抗。

近年来分子靶向治疗、免疫治疗以及非侵入性技术如肿瘤治疗电场（Tumor-Treating Fields, TTF）和声动力疗法为GBM提供了新的治疗途径，但尚未实现根治。值得注意的是，与脑室下区（SVZ）或颗粒下区（SGZ）等神经发生区域接触的原发性肿瘤即使不在放疗野内也具有高复发率，强调肿瘤位置与神经干细胞微环境的密切关系。

本研究报道一例罕见病例，其中复发性GBM细胞在体外培养中表现出放射状胶质细胞（Radial Glial Cells, RGCs）样表型，这一表型在原发肿瘤中并未观察到。这些RGCs具有快速黏附、三维聚集以及形成 elongated processes 等特征，可能促进肿瘤侵袭和复发。鉴于该患者接受了分次放疗、替莫唑胺化疗和TTF治疗，这些治疗可能通过诱导肿瘤可塑性促使细胞表型转变。

病例展示

2022年6月，一名30岁男性因突发癫痫及意识障碍就诊。影像学检查显示其大脑额叶存在一个8cm × 7cm × 5cm的大型占位性病变，伴有中线移位和轻度梗阻性脑积水。患者接受了立体定向引导下的肿瘤切除术，术后病理诊断为IDH1 R132H突变、MGMT非甲基化、ATRX核表达缺失的WHO 4级胶质母细胞瘤。

术后患者按Stupp协议进行辅助治疗：分次放疗（总剂量6000cGy，每周5次，持续6周），同时每日口服替莫唑胺（75mg/m2），后续进行6个周期的替莫唑胺辅助化疗（150mg/m2，每月5天）。此外，患者还参加了Optune TRIDENT试验（EF-32 TRIDENT），在接受放化疗的同时应用TTF治疗。

2024年5月，随访MRI显示原手术区域出现进展性异常信号，提示肿瘤复发。经多学科团队讨论，患者于2024年8月接受二次手术，术中发现复发肿瘤并予以切除，同时在残腔中植入8个含铯131（Cs-131）放射性粒子的Gamma Tile片。术后病理确认肿瘤仍为IDH1 R132H阳性、MGMT非甲基化的胶质母细胞瘤。

体外研究与复发性GBM细胞的非典型发现

本研究对原发性和复发性GBM肿瘤组织进行体外培养，发现复发肿瘤细胞表现出与原发肿瘤显著不同的形态和行为特征。

新解离肿瘤细胞的超黏附表型

复发性GBM细胞在接种后3-5分钟内即快速黏附于培养瓶底部，并迅速伸出细胞突触（processes），表现出极强的黏附能力。相比之下，原发肿瘤细胞在相同条件下未见此类行为。此外，在培养3天后，复发细胞在贴壁层上方形成三维细胞球体（spheroids），这些球体与下层细胞松散连接。

悬浮培养中球体突触的形成

将上述球体转移至非贴壁培养条件后，球体在悬浮状态下仍迅速形成细胞突触，表明其具有极强的环境适应性和表型可塑性。

放射状胶质细胞（RGCs）表型的出现

复发GBM细胞在贴壁培养一周后呈现典型的放射状胶质细胞形态：胞体延伸出长而细的放射状突触，并可见球形细胞沿这些突触迁移，提示RGCs可能促进肿瘤细胞的侵袭性行为。

RGCs表型的确认

通过免疫细胞化学染色，复发细胞中脑脂质结合蛋白（Brain Lipid-Binding Protein, BLBP）阳性，胶质纤维酸性蛋白（Glial Fibrillary Acidic Protein, GFAP）亦呈阳性，证实这些细胞具有放射状胶质细胞表型。值得注意的是，球体边缘的细胞呈放射状扩展，而球体内部细胞则高表达GFAP。

培养细胞的超黏附表型

在细胞传代过程中，复发性GBM细胞表现出极强的抵抗解离能力。使用ACCUTASE?解离试剂处理9分钟后，仍有一半以上的细胞保持贴壁，而原发肿瘤细胞在5分钟内即完全脱落。该现象提示复发肿瘤细胞间及细胞与基质间黏附分子表达显著上调。

结果与讨论

本案例中，复发性GBM细胞展现出与原发肿瘤截然不同的形态和行为特征，包括超强黏附性、快速突触形成能力、三维球体结构以及RGCs表型分化。这些变化可能与患者所接受的多模式治疗（放疗、TMZ化疗、TTF）诱导的细胞适应性改变有关。

放射状胶质细胞在正常大脑发育中作为神经干细胞（Neural Stem Cells, NSCs）负责引导神经元迁移和皮质结构组建。而在GBM背景下，RGCs可能是CSCs的一个亚群，通常处于静息状态，但在炎症或治疗压力下被激活，进而促进肿瘤进展。放疗和TTF治疗均已知可引发局部炎症反应和细胞应激，可能是诱导RGCs分化的关键因素。

此外，RGCs可能通过有丝分裂体细胞移位（Mitotic Somal Translocation, MST）机制促进肿瘤侵袭，该过程不依赖于微管完整性，因此可能逃避TTF治疗的作用靶点。复发性GBM细胞所表现出的超强黏附特性也可能与放疗后细胞黏附分子（如整合素、钙黏蛋白）上调有关，这些变化共同增强了细胞-细胞及细胞-基质相互作用，进而促进侵袭性行为。

本研究虽然仅为个案观察，但揭示了治疗诱导的肿瘤可塑性在GBM复发中的潜在作用。未来的研究需通过定量蛋白质组学、转录组学分析以及原位异种移植模型（orthotopic xenograft models）进一步验证RGCs在肿瘤侵袭和治疗抵抗中的机制。

结论

本研究报道了一例IDH1突变型GBM患者在接受标准Stupp方案及TTF治疗后出现复发性肿瘤细胞表型转变的案例。复发细胞表现出超黏附、三维聚集和放射状胶质细胞分化等特征，这些变化可能与治疗诱导的遗传和表观遗传修饰相关。该发现强调了治疗压力在驱动肿瘤可塑性和复发中的作用，为开发靶向癌症干细胞和肿瘤微环境的治疗策略提供了依据。