Cerebrospinal fluid cell-free DNA sequencing in pediatric CNS tumors: towards liquid molecular neuropathology.

چکیده اصلی

Pediatric central nervous system tumors remain a leading cause of cancer-related mortality in children, while their diagnosis, risk stratification, and therapeutic management increasingly depend on integrated molecular characterization. However, representative tumor tissue is often difficult to obtain because of tumor location, surgical risk, limited biopsy material, and the impracticality of repeated sampling during disease evolution. Cerebrospinal fluid (CSF) has therefore emerged as a particularly informative liquid biopsy compartment for many CNS malignancies, enriched in tumor-derived cell-free DNA and, for tumors in contact with the CSF spaces, more directly reflective of intracranial tumor biology than plasma; its yield nonetheless varies with tumor biology and anatomical proximity to CSF pathways. Here, we review the evidence supporting CSF cell-free DNA sequencing as an emerging extension of molecular neuropathology in pediatric CNS tumors. Targeted next-generation sequencing, low-pass whole-genome sequencing, methylation-based classifiers, and nanopore sequencing now enable complementary assessment of somatic mutations, copy number alterations, epigenetic tumor class, and longitudinal tumor burden from low-input pediatric CSF samples. Recent studies have moved the field beyond analytical proof of concept towards defined clinical scenarios, including molecular diagnosis when biopsy is infeasible, molecular staging of high-CSF-shedding tumors, minimal residual disease monitoring in medulloblastoma and other embryonal tumors, and clarification of ambiguous radiological progression. CSF-based sequencing does not replace tissue neuropathology, but provides a liquid molecular layer that can complement, extend, or in selected situations partially substitute tissue-based diagnosis. Its broader adoption now depends on workflow standardization, assay-specific reporting standards, external quality assurance, and prospective evidence that CSF-guided decisions improve patient outcomes.

ترجمه فارسی چکیده

تومورهای عصبی مرکزی کودکان همچنان یکی از دلایل اصلی مرگ‌ومیر ناشی از سرطان در کودکان هستند، در حالی که تشخیص، رتبه‌بندی ریسک و مدیریت درمانی آن‌ها به طور فزاینده‌ای به توصیف مولکولی یکپارچه وابسته هستند. با این حال، نمونه بافت تومور نماینده اغلب به دلیل موقعیت تومور، ریسک جراحی، محدودیت مواد بیوپسی و غیرممکن بودن نمونه‌برداری تکراری در طول تکامل بیماری، دشوار به دست آوردن است. مایع مغزی-نخاعی (CSF) به عنوان یک کانال مایع بیوپسی به طور خاص برای بسیاری از سرطان‌های CNS، به عنوان منبعی غنی از دی‌ان‌ای آزاد حاصل از تومور و برای تومورهای در تماس با فضاهای CSF، بازتابی دقیق‌تر از بیولوژی تومور داخل جمجمه نسبت به پلاسما ظهور کرده است؛ با این حال، بازده آن با بیولوژی تومور و فاصله آناتومیک به مسیرهای CSF متفاوت است. در اینجا، ما شواهدی را که از توالی‌یابی دی‌ان‌ای آزاد CSF به عنوان یک گسترش در حال ظهور نوروپاتولوژی مولکولی در تومورهای CNS کودکان پشتیبانی می‌کند، مرور می‌کنیم. توالی‌یابی نسل بعدی هدفمند، توالی‌یابی ژنوم کامل با عبور کم، طبقه‌بندی‌های مبتنی بر متیلاسیون و توالی‌یابی نانوپور حال حاضر ارزیابی‌های مکمل از جهش‌های سوماتیک، تغییرات تعداد کپی، کلاس اپی‌ژنتیک تومور و بار تومور طولی را از نمونه‌های CSF کودکان با ورودی کم امکان‌پذیر می‌کنند. مطالعات اخیر زمینه را فراتر از اثبات مفهومی تحلیلی به سناریوهای بالینی تعریف شده، از جمله تشخیص مولکولی زمانی که بیوپسی غیرممکن است، مرحله‌بندی مولکولی تومورهای با ترشح CSF بالا، نظارت بر بیماری باقی‌مانده حداقل در میدوبلاستوما و سایر تومورهای جنینی، و روشن‌سازی پیشرفت رادیولوژی مبهم، جابجا کرده‌اند. توالی‌یابی مبتنی بر CSF جایگزین نوروپاتولوژی بافت نیست، اما یک لایه مولکولی مایع را فراهم می‌کند که می‌تواند مکمل، گسترش یابد یا در موقعیت‌های انتخابی به طور جزئی جایگزین تشخیص مبتنی بر بافت شود. پذیرش گسترده‌تر آن اکنون به استانداردسازی جریان کار، استانداردهای گزارش‌دهی خاص آزمایش، کنترل کیفیت خارجی و شواهد پیش‌روی که تصمیمات مبتنی بر CSF بهبود نتایج بیماران را نشان می‌دهند، وابسته است.

متن کامل اصلی