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该研究的主要作者包括Heyuan Jia、Kaikai Wang、Peng Zhang、Mingxin Zhang、Yiying Mai、Congying Chu、Xuntao Yin、Lingzhong Fan和Liwei Zhang。他们分别来自北京航空航天大学、中国科学院自动化研究所、北京天坛医院、广州妇女儿童医疗中心等机构。该研究于2025年发表在《Scientific Reports》期刊上。

研究的学术背景聚焦于儿童脑干肿瘤（brainstem tumors）对大脑皮层厚度（cortical thickness, CTH）的影响。脑干肿瘤是儿童中枢神经系统中最致命的肿瘤之一，占所有儿童中枢神经系统肿瘤的14.03%。其中，约80%为弥漫性内生性桥脑胶质瘤（diffuse intrinsic pontine glioma, DIPG），具有极差的预后。尽管传统研究主要关注肿瘤的影像学和组织学特征，但脑干肿瘤对全脑皮层组织的远程影响尚不明确。因此，该研究旨在通过建立皮层厚度的规范性模型，揭示脑干肿瘤对全脑结构的异质性影响，并探索CTH偏差作为患者分层和预后评估的非侵入性生物标志物的潜力。

研究的工作流程包括以下几个主要步骤：
1. 参与者招募与数据采集：研究纳入了145名儿童脑干肿瘤患者和849名健康儿童作为对照组。所有参与者均接受了3D T1加权MRI扫描，并使用CAT12工具箱进行皮层厚度计算。
2. 规范性模型建立：利用高斯过程回归（Gaussian Process Regression, GPR）方法，基于健康儿童数据建立了210个脑区的CTH规范性模型。通过10折交叉验证对模型进行验证。
3. CTH偏差量化与聚类分析：计算每位患者的CTH偏差，并使用谱聚类方法将患者分为两个亚型：亚型1以显著正偏差为特征，亚型2以显著负偏差为特征。
4. 临床特征与CTH偏差的关系分析：通过协方差分析和Kruskal-Wallis检验，探讨了CTH偏差与肿瘤生长模式、肿瘤体积、生存期等临床特征的关系。
5. 生存分析：使用Kaplan-Meier生存分析和Cox比例风险模型评估不同亚型的生存差异。

研究的主要结果如下：
1. CTH异质性：超过25%的患者在至少5个脑区表现出极端CTH偏差，13%的患者表现出持续的皮层变薄。
2. 亚型分类：谱聚类分析将患者分为两个亚型：亚型1在中央后回、颞极等区域表现出广泛的正偏差，亚型2在颞顶交界区、额下回等区域表现出广泛的负偏差。
3. 临床相关性：局部肿瘤与皮层变薄相关，而弥漫性肿瘤与皮层增厚相关。肿瘤体积与正偏差区域数量呈正相关。
4. 生存差异：亚型2患者的生存期显著优于亚型1患者，提示CTH偏差模式可能作为预后标志物。

研究的结论表明，脑干肿瘤对全脑皮层厚度具有显著影响，CTH偏差模式与肿瘤生长模式和预后密切相关。通过CTH分析，可以将患者分为不同的生物学亚型，从而为个性化治疗提供依据。此外，CTH偏差作为一种非侵入性影像标志物，具有重要的临床应用价值，可用于患者分层和生存预测。

研究的亮点包括：
1. 创新性方法：首次利用高斯过程回归建立儿童脑干肿瘤患者的CTH规范性模型，并结合谱聚类方法进行亚型分类。
2. 重要发现：揭示了CTH偏差与肿瘤生长模式、体积及预后的关系，为脑干肿瘤的病理机制提供了新的见解。
3. 临床应用潜力：CTH偏差作为一种非侵入性标志物，有望在临床中用于患者分层和治疗策略的制定。

此外，研究还提出了未来研究的方向，包括在多中心队列中验证结果、整合多组学数据以进一步揭示分子机制，以及通过纵向研究评估CTH动态变化与疾病进展的关系。这些工作将有助于深化对脑干肿瘤病理机制的理解，并推动精准医学的发展。

该研究通过系统性分析脑干肿瘤对全脑皮层厚度的影响，为患者分层和预后评估提供了新的工具和策略，具有重要的科学和临床应用价值。