Abstract Deep vein thrombosis (DVT) and pulmonary embolism (PE) occur in pediatric patients; however, the incidence, associated morbidity, and mortality are unknown. A Canadian registry of DVT and PE in children (ages 1 month to 18 years) was established July 1, 1990 in 15 tertiary- care pediatric centers. One-hundred thirty-seven patients were identified prospectively and are the subject of this report. The incidence of DVT/PE was 5.3/10,000 hospital admissions or 0.07/10,000 children in Canada. Infants under 1 year old and teenagers predominated with equal numbers of both sexes. DVT were located in the upper (n = 50) and lower (n = 79) venous system, or as PE alone (n = 8). Central venous lines (CVLs) were present in approximately 33% of children with DVT (n = 45). Associated conditions were present in 96% of children and 90% of children had two or more associated conditions for DVT. DVT was diagnosed by venography (n = 83), duplex ultrasound (n = 37), and other combinations (n = 17). Twenty-two of the 31 ventilation/perfusion scans performed were interpreted as high-probability scans for PE. Therapy consisted of heparin (n = 115), thrombolysis (n = 15), surgical removal of a CVL or thrombus (n = 22), and oral anticoagulant therapy (n = 103). Significant bleeding complications did not occur. However, three (2.2%) children died as a direct consequence of their thromboembolic disease; DVT reoccurred in 23 children and postphlebitic syndrome (PPS) occurred in 26. In conclusion, DVTs occur in a significant number of hospitalized children with a mortality of 2.2%. Complications are not hemorrhagic, but thrombotic, and characterized by PE, recurrent disease, and PPS. In contrast to adults, the upper venous system is frequently affected because of the use of CVLs. The frequency of DVT/PE justifies controlled trials of primary prophylaxis in high-risk groups, and therapeutic trials to determine optimal treatment.

Summary

 Human brain tumors appear to have a hierarchical cellular organization suggestive of a stem cell foundation. In vitro expansion of the putative cancer stem cells as stable cell lines would provide a powerful model system to study their biology. Here, we demonstrate routine and efficient derivation of adherent cell lines from malignant glioma that display stem cell properties and initiate high-grade gliomas following xenotransplantation. Significantly, glioma neural stem (GNS) cell lines from different tumors exhibit divergent gene expression signatures and differentiation behavior that correlate with specific neural progenitor subtypes. The diversity of gliomas may, therefore, reflect distinct cancer stem cell phenotypes. The purity and stability of adherent GNS cell lines offer significant advantages compared to "sphere" cultures, enabling refined studies of cancer stem cell behavior. A proof-of-principle live cell imaging-based chemical screen (450 FDA-approved drugs) identifies both differential sensitivities of GNS cells and a common susceptibility to perturbation of serotonin signaling.

The Glioma Outcomes Project represents a contemporary analysis of the management of malignant (Grade III and Grade IV/GBM) gliomas in North America. This observational database was used to evaluate the influence of resection, as opposed to biopsy, on patient outcome as measured by the length of survival. Attempts were made to reduce the impact of selection bias by repeating the data analysis after omitting patients with major negative prognostic factors.Outcome data from 788 patients accrued from multiple sites over a 4-year period (1997-2001) were analyzed with the primary outcome measure being length of survival. Of these, 565 patients with recent diagnoses formed the basis of the present analysis. Patients were systematically followed up until death or up to 24 months after enrollment in the study, and survival data were correlated with the histopathological grade and location of the tumor, the extent of surgery, the patient's performance status, and demographic factors. The median length of survival was 40.9 weeks for patients with recently diagnosed GBMs. The true median length of survival for patients with Grade III gliomas was not reached, although there was a 58% survival rate at 104 weeks. In multivariate analysis, resection rather than biopsy (p < 0.0001), age 60 years or younger (p < 0.0001), and a Karnofsky Performance Scale (KPS) score of 70 or greater (p = 0.0004) were associated with a prolonged survival time for patients with Grade III or IV gliomas. The prognostic value of resection compared with biopsy was maintained (p < 0.0001), even after eliminating patients considered to be "poor risk" (those with age > 60 years, KPS score < 70, or presence of multifocal tumors), who may have been overrepresented in the biopsy group. Survival "tails" at 24 months were 58% for Grade III gliomas and 11% for GBMs.These data provide Class II evidence to support tumor grade, patient's age, and patient's functional status as prognostic factors for survival in individuals with recently diagnosed malignant gliomas. Resection (compared with biopsy) is also a strong prognostic factor; however, no quantitative attempt was made to assess the true extent of the resection.

The outcome for children with deep vein thrombosis (DVT) and pulmonary embolism (PE) is unknown. An understanding of morbidity and mortality of DVT/PE is crucial to the development of rational treatment protocols. The Canadian Childhood Thrombophilia Registry has followed 405 children aged 1 mo to 18 y with DVT/PE for a mean of 2.86 y (range, 2 wk to 6 y) to assess outcome. The all-cause mortality was 65 of 405 children (16%). Mortality directly attributable to DVT/PE occurred in nine children (2.2%), all of whom had central venous line–associated thrombosis. Morbidity was substantial, with 33 children (8.1%) having recurrent thrombosis, and 50 children (12.4%) having postphlebitic syndrome. Recurrent thrombosis and postphlebitic syndrome were more common in older children, although deaths occurred equally in all age groups. The incidence of recurrent thrombosis and postphlebitic syndrome are likely underestimated because of difficulties in diagnosis, especially in younger children. The significant mortality and morbidity found in our study supports the need for international multicenter randomized clinical trials to determine optimal prophylactic and therapeutic treatment for children with DVT/PE.

Object. Awake craniotomy was performed as the standard surgical approach to supratentorial intraaxial tumors, regardless of the involvement of eloquent cortex, in a prospective trial of 200 patients surgically treated by the same surgeon at a single institution. Methods. Patient presentations, comorbid conditions, tumor locations, and the histological characteristics of lesions were recorded. Brain mapping was possible in 195 (97.5%) of 200 patients. The total number of patients sustaining complications was 33 for an overall complication rate of 16.5%. There were two deaths in this series, for a mortality rate of 1%. New postoperative neurological deficits were seen in 13% of the patients, but these were permanent in only 4.5% of them. Complication rates were higher in patients who had gliomas or preoperative neurological deficits and in those who had undergone prior radiation therapy or surgery. No patient who entered the operating room neurologically intact sustained a permanent neurological deficit postoperatively. Of the most recent 50 patients treated, three (6%) required a stay in the intensive care unit, and the median total hospital stay was 1 day. Conclusions. Use of awake craniotomy can result in a considerable reduction in resource utilization without compromising patient care by minimizing intensive care time and total hospital stay. Awake craniotomy is a practical and effective standard surgical approach to supratentorial tumors with a low complication rate, and provides an excellent alternative to craniotomy performed with the patient in the state of general anesthesia because it allows the opportunity for brain mapping and avoids general anesthesia.

Human glioblastomas harbour a subpopulation of glioblastoma stem cells that drive tumorigenesis. However, the origin of intratumoural functional heterogeneity between glioblastoma cells remains poorly understood. Here we study the clonal evolution of barcoded glioblastoma cells in an unbiased way following serial xenotransplantation to define their individual fate behaviours. Independent of an evolving mutational signature, we show that the growth of glioblastoma clones in vivo is consistent with a remarkably neutral process involving a conserved proliferative hierarchy rooted in glioblastoma stem cells. In this model, slow-cycling stem-like cells give rise to a more rapidly cycling progenitor population with extensive self-maintenance capacity, which in turn generates non-proliferative cells. We also identify rare ‘outlier’ clones that deviate from these dynamics, and further show that chemotherapy facilitates the expansion of pre-existing drug-resistant glioblastoma stem cells. Finally, we show that functionally distinct glioblastoma stem cells can be separately targeted using epigenetic compounds, suggesting new avenues for glioblastoma-targeted therapy. Using unique barcodes for tumour cells, the authors explore the dynamics of human glioblastoma subpopulations, and suggest that clonal heterogeneity emerges through stochastic fate decisions of a neutral proliferative hierarchy. Cancers are heterogeneous between patients and between tumour cells. It is still difficult to identify the subpopulations of cells that most contribute to tumour growth and those that are targeted by therapy. Xiaoyang Lan et al. now explore the dynamics of human glioblastoma (GBM) subpopulations using barcodes for tumour cells. They suggest that a proliferative hierarchy emerges through stochastic cell fate decision. In this model, slow-cycling stem cells give rise to rapidly proliferative progenitors that fuel tumour growth and which in turn generate cells that are short-lived and do not proliferate. This is in contrast to a clonal evolution model based on the different fitness of cells that are selected for. The authors also identify a rare subpopulation of GBM cells that is resistant to TMZ treatment (the common treatment for GBM) but can be targeted by drug combinations.

Patients with malignant glioma (grade III or IV) face a poor prognosis, and few evidence-based treatment guidelines are available. There is a dearth of prospective data on patterns of care for these patients.To provide benchmark data to enable comparison of individual practice patterns and outcomes.The Glioma Outcomes (GO) Project enrolled 788 patients at 52 clinical sites, both academic and community practices, between December 1997 and July 2000. The enrollment criteria included adult patients with primary grade III or IV glioma undergoing a first or second operation for diagnosis or treatment. The data collection instruments included questionnaire forms given at enrollment, during the perioperative period, and at follow-up intervals of 3 months until death or a maximum of 24 months. Of the patients recorded in the GO database, 565 patients with newly diagnosed tumors were used for this analysis.Patterns of care (surgical management, perioperative care, postoperative management).Most patients underwent magnetic resonance imaging (n = 518; 92%) and an attempt at tumor resection (n = 425; 75%). Cortical mapping (n = 107; 19%) and intraoperative image guidance (n = 161; 29%) were uncommon. Most received perioperative corticosteroids (n = 535; 99%) and antiepileptic medications (n = 497; 88%), but few received antidepressants (n = 38; 8%) or prophylactic heparin (n = 42; 7%). Most received adjuvant radiation therapy (n = 479; 87%), but fewer received chemotherapy (n = 300; 54%). Practice patterns varied significantly between academic and community settings.Reliance on magnetic resonance imaging, surgery, and radiation is generally accepted; however, relatively infrequent chemotherapy use may conflict with published literature, and frequent use of prophylactic antiepileptic medications contradicts established practice guidelines. Other practice patterns involving surgical adjuncts, prophylactic heparin, and antidepressants require further investigation to clarify appropriateness. Establishing further clinical guidelines may help reduce variability in practice patterns.

Significance Glioblastoma is an incurable brain tumor. It is characterized by intratumoral phenotypic and genetic heterogeneity, but the functional significance of this heterogeneity is unclear. We devised an integrated functional and genomic strategy to obtain single cell-derived tumor clones directly from patient tumors to identify mechanisms of aggressive clone behavior and drug resistance. Genomic analysis of single clones identified genes associated with clonal phenotypes. We predict that integration of functional and genomic analysis at a clonal level will be essential for understanding evolution and therapeutic resistance of human cancer, and will lead to the discovery of novel driver mechanisms and clone-specific cancer treatment.

A broad range of brain pathologies critically relies on the vasculature, and cerebrovascular disease is a leading cause of death worldwide. However, the cellular and molecular architecture of the human brain vasculature remains poorly understood. Here, we performed single-cell RNA sequencing of 599,215 freshly isolated endothelial, perivascular and other tissue-derived cells from 47 fetuses and adult patients to construct a molecular atlas of the developing fetal, adult control and diseased human brain vasculature. We uncover extensive molecular heterogeneity of healthy fetal and adult human brains and across eight vascular-dependent CNS pathologies including brain tumors and brain vascular malformations. We identify alteration of arteriovenous differentiation and reactivated fetal as well as conserved dysregulated pathways in the diseased vasculature. Pathological endothelial cells display a loss of CNS-specific properties and reveal an upregulation of MHC class II molecules, indicating atypical features of CNS endothelial cells. Cell-cell interaction analyses predict numerous endothelial-to-perivascular cell ligand-receptor crosstalk including immune-related and angiogenic pathways, thereby unraveling a central role for the endothelium within brain neurovascular unit signaling networks. Our single-cell brain atlas provides insight into the molecular architecture and heterogeneity of the developing, adult/control and diseased human brain vasculature and serves as a powerful reference for future studies.

Abstract A broad range of brain pathologies critically relies on the vasculature, and cerebrovascular disease is a leading cause of death worldwide. However, the cellular and molecular architecture of the human brain vasculature remains incompletely understood 1 . Here we performed single-cell RNA sequencing analysis of 606,380 freshly isolated endothelial cells, perivascular cells and other tissue-derived cells from 117 samples, from 68 human fetuses and adult patients to construct a molecular atlas of the developing fetal, adult control and diseased human brain vasculature. We identify extensive molecular heterogeneity of the vasculature of healthy fetal and adult human brains and across five vascular-dependent central nervous system (CNS) pathologies, including brain tumours and brain vascular malformations. We identify alteration of arteriovenous differentiation and reactivated fetal as well as conserved dysregulated genes and pathways in the diseased vasculature. Pathological endothelial cells display a loss of CNS-specific properties and reveal an upregulation of MHC class II molecules, indicating atypical features of CNS endothelial cells. Cell–cell interaction analyses predict substantial endothelial-to-perivascular cell ligand–receptor cross-talk, including immune-related and angiogenic pathways, thereby revealing a central role for the endothelium within brain neurovascular unit signalling networks. Our single-cell brain atlas provides insights into the molecular architecture and heterogeneity of the developing, adult/control and diseased human brain vasculature and serves as a powerful reference for future studies.