“液体活检”技术又有新突破 — ctDNA的甲基化标记物的检测可用于结直肠癌的筛查、早期诊断以及预后评估
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“液体活检”技术又有新突破 — ctDNA的甲基化标记物的检测可用于结直肠癌的筛查、早期诊断以及预后评估
笔记 2020-01-16 结直肠癌(colorectal cancer，CRC)是全世界第三大高发的致命癌症，与所有癌症一样，越早得到确诊和治疗，患者预后越好、生存率越高。通常认为,肠镜检查是CRC早期诊断和筛查的最佳检测方法，但由于其侵入性较强，且有可能导致并发症，往往会使病人产生抗拒心理。因此，尽早发现具备高特异性、敏感性和非侵入性的CRC生物标志物并投入检测应用是十分必要的。 循环肿瘤DNA (circulating tumor DNA，ctDNA) 是血液中携带一定特征（包括突变、重排、甲基化等）的来源于肿瘤基因组的DNA片段,主要由坏死、凋亡的肿瘤细胞产生。在多数癌症发生的早期，经常会出现DNA（例如CpG位点）的异常甲基化，进而导致细胞肿瘤抑制基因的表达缺陷，因此，定量或定性评估ctDNA的甲基化表型可以为恶性肿瘤的检测和诊断提供可靠的鉴别标记。此外，ctDNA的检测仅需抽血完成，具有微创、便利的优点，被称为癌症监测的“液体活检”技术。 近几年，许多研究已证实了这一手段在癌症预后评估以及癌症转移方面的应用价值，但由于目前对于ctDNA检测的一致性和临床有效性有较大争议，距液体活检真正实现商业化还有很长的路要走。 然而，随着相关研究的不断推进和数据的不断完善，仍有许多令人惊喜的发现。2020年1月1日，来自中山大学肿瘤防治中心徐瑞华教授的课题组就Science Translational Medicine杂志上发表了他们的最新研究成果，阐述了ctDNA甲基化标记物是如何在结直肠癌的筛查、早期诊断以及预后评估中发挥作用。 此项研究大致分为以下几个方面。 首先，研究团队通过大量的数据分析，“抓住”了与CRC有关的cfDNA（cell free DNA,血液游离DNA）甲基化标志物。具体来说，研究人员先是从癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TGGA）中筛选459个CRC肿瘤样本与754例衰老甲基化研究中的数据进行对比，找到了CRC相关的特异性全基因甲基化特征。然后，又通过靶向亚硫酸盐测序方法对收集到的801例CRC患者血浆和1021例正常血浆中的cfDNA进行了甲基化检测，找到了游离DNA中的甲基化特征。然后，通过LASSO（least absolute shrinkage and selection operator）和随机森林（random forest algorithms）两种算法，从收集到的544个候选者中缩小范围，最终定位了9个重叠的标记物。 然后，以这9个标记物为基础，研究团队根据多项逻辑回归的系数构建了一个诊断评分系统，即cd-score，通过在训练和验证数据集进行实验，研究人员发现这一评分在预测结果与病理诊断结果中具有高一致性，其敏感性和特异性分别达到了为87.5%和89.9%。与目前临床常用的癌胚抗原标志物（carcino-embryonic antigen，CEA）相比（准确率为67%），cd-score的诊断准确率高达96%。同时，cd-score在评估CRC分期、残余肿瘤监测等方面的也具有较好表现。 此外，研究团队还构建了一个专门用于预后预测的模型，即cp-score,将年龄、性别、癌症原发部位、美国癌症联合委员会(American Joint Committee on Cancer，AJCC)分期等因素纳入了评价系统。验证后发现，该系统也能有效预测CRC患者的预后和生存期(P < 0.001)。在训练组和验证组中预后预测的准确性分别达到了82 %和87 %。 之后，研究团队使用无监督聚类算法，以与预后模型相同的训练数据集为基础筛出了两个基于cfDNA的CRC的亚型，据观察，两个亚型之间有45个明显不同的甲基化特征。其中， 亚型1 肿瘤在女性人群中出现，通常在早期即被诊断出来。通过在训练数据集和验证数据集中实践，结果表明亚型2肿瘤的存活率往往低于亚型1肿瘤，亚型 2肿瘤cp-score显著高于亚型1肿瘤。 最后，在一项前瞻性队列研究中，研究团队验证了7个ctDNA甲基化标记物中诊断有效性最高的一个（即cg10673833）在CRC筛查中的作用。通过对比1493例CRC高危人群的肠镜筛查结果和ctDNA甲基化血检结果，发现ctDNA甲基化标志物对肿瘤检出的敏感度和特异性分别达到了89.7%和86.8%。 总之，研究团队表示，此项研究证明了cfDNA甲基化标记在诊断、预后和CRC监测方面的有效性，这一结果对发现早期无症状的CRC患者具有很好的指导作用。此外，这项研究还为下一步的临床试验提供了支持。 作者：识林-柠 参考资料 |
