科學家發(fā)現對肝癌進行液體活檢的新方法
時間：2022-12-07 10:18:00 來源：生物探索 點擊：
惡性腫瘤是嚴重威脅我國人民健康的主要公共衛(wèi)生問題之一，我國每年僅在惡性腫瘤方面的醫(yī)療支出就超過2200億元，對于國家和家庭來說都是一項重要的負擔。
數據顯示，早期癌癥的治愈率可高達90%，如果能在腫瘤發(fā)展早期就篩查出來，會極大減輕國家、患者以及患者家屬的負擔。
肝癌（HCC）是全球第五大常見癌癥和第三大致命癌癥，晚期HCC的5年生存率僅為12%，針對這種疾病的最有效治療方法是在早期階段手術切除腫瘤。因此，探索出一種在手術可切除階段可以高精度檢測出HCC的方法極為迫切。
近年來，隨著液體活檢、高通量測序、遺傳信息解讀技術的不斷突破，表觀遺傳學、多組學技術以及大數據方法學的使用，在一定程度上揭示了癌癥早篩的未來方向[1]?；赾fDNA的液體活檢是一種很有前途的癌癥早篩方法，但其仍然尚存限制。
鑒于此，來自北京協和醫(yī)學院和北京泛生子醫(yī)學檢驗實驗室等機構的科學家們開發(fā)出了一種對肝癌進行液體活檢的新技術，即Mutation Capsule Plus（MCP），這項技術可以對一個cfDNA樣本進行多重分析，包括同時檢測遺傳和表觀遺傳改變以及甲基化標記的全基因組發(fā)現。
相關研究成果以“Simultaneous analysis of mutations and methylations in circulating cell-free DNA for hepatocellular carcinoma detection”為題，發(fā)表在Science Translational Medicine上。
圖1 研究成果（圖源：[2]）
為了全面分析cfDNA，研究人員旨在開發(fā)一種存在以下特征的新檢測技術：在同一反應中平行分析遺傳和表觀遺傳改變；在不犧牲靈敏度的情況下對單個cfDNA樣本進行反復分析；甲基化標記的全基因組發(fā)現。為實現這些目標，該方法采用對原始cfDNA模板進行甲基化敏感的限制性內切酶處理的方法，從而可以保留突變和甲基化信息。
研究人員通過多重測試檢測了MCP的性能表現，證實了其檢測甲基化變化以及突變的可靠性。為了發(fā)現HCC的甲基化標記物，研究人員利用這項技術對來自30名HCC患者和30名非HCC患者的cfDNA進行了甲基化標記物的篩選。一共120個樣本被分配到訓練隊列（60個HCC和60個非HCC）以分析用于HCC液體活檢檢測的標志物，從而建立檢測HCC的算法。最終，他們構建了一個包含一組遺傳和表觀遺傳生物標志物的集成模型用于HCC檢測。經過在訓練隊列中的驗證，研究人員發(fā)現，該HCC檢測模型的靈敏度為93%，特異性為95%。
圖2 HCC檢測模型的性能（圖源：[2]）
緊接著，研究人員使用包含58個HCC病例和198個非HCC對照的獨立隊列來驗證檢測HCC模型的性能。經分析表明，該模型的敏感性為90%，特異性為94%。此外，將該模型應用于311名肝臟超聲檢查和血清AFP濃度正常的無癥狀乙型肝炎病毒攜帶者的前瞻性隊列，顯示出80%的敏感性和94%的特異性。
多次檢測均表明，MCP技術在篩查HCC方面是靈敏且高效的，證實其具有發(fā)現和驗證用于腫瘤無創(chuàng)檢測的多組學生物標志物的潛力。此外，該項研究還提供了一個綜合數據庫，其中包含大量HCC病例和高危非HCC個體的cfDNA的遺傳和表觀遺傳改變，或可用于未來的相關研究。
總之，研究人員開發(fā)了一種支持對單個cfDNA樣本進行多重測試的技術，用于發(fā)現或分析與突變并行的甲基化變化。值得一提的是，該技術策略不僅限于HCC檢測，還可用于其他腫瘤類型的液體活檢分析。
隨著早篩技術的進一步挖掘，市場上的腫瘤早篩手段會更豐富、更準確，于國家、于腫瘤患者及其家屬都大有裨益。
參考資料：
[1]管浩.腫瘤“早篩”風口已至？[J].華東科技,2022(06):14-15.
[2]Wang P, Song Q, Ren J, et al. Simultaneous analysis of mutations and methylations in circulating cell-free DNA for hepatocellular carcinoma detection. Sci Transl Med. 2022 Nov 23;14(672):eabp8704. doi: 10.1126/scitranslmed.abp8704. Epub 2022 Nov 23. PMID: 36417488.
數據顯示，早期癌癥的治愈率可高達90%，如果能在腫瘤發(fā)展早期就篩查出來，會極大減輕國家、患者以及患者家屬的負擔。
肝癌（HCC）是全球第五大常見癌癥和第三大致命癌癥，晚期HCC的5年生存率僅為12%，針對這種疾病的最有效治療方法是在早期階段手術切除腫瘤。因此，探索出一種在手術可切除階段可以高精度檢測出HCC的方法極為迫切。
近年來，隨著液體活檢、高通量測序、遺傳信息解讀技術的不斷突破，表觀遺傳學、多組學技術以及大數據方法學的使用，在一定程度上揭示了癌癥早篩的未來方向[1]?；赾fDNA的液體活檢是一種很有前途的癌癥早篩方法，但其仍然尚存限制。
鑒于此，來自北京協和醫(yī)學院和北京泛生子醫(yī)學檢驗實驗室等機構的科學家們開發(fā)出了一種對肝癌進行液體活檢的新技術，即Mutation Capsule Plus（MCP），這項技術可以對一個cfDNA樣本進行多重分析，包括同時檢測遺傳和表觀遺傳改變以及甲基化標記的全基因組發(fā)現。
相關研究成果以“Simultaneous analysis of mutations and methylations in circulating cell-free DNA for hepatocellular carcinoma detection”為題，發(fā)表在Science Translational Medicine上。
圖1 研究成果（圖源：[2]）
研究人員通過多重測試檢測了MCP的性能表現，證實了其檢測甲基化變化以及突變的可靠性。為了發(fā)現HCC的甲基化標記物，研究人員利用這項技術對來自30名HCC患者和30名非HCC患者的cfDNA進行了甲基化標記物的篩選。一共120個樣本被分配到訓練隊列（60個HCC和60個非HCC）以分析用于HCC液體活檢檢測的標志物，從而建立檢測HCC的算法。最終，他們構建了一個包含一組遺傳和表觀遺傳生物標志物的集成模型用于HCC檢測。經過在訓練隊列中的驗證，研究人員發(fā)現，該HCC檢測模型的靈敏度為93%，特異性為95%。
圖2 HCC檢測模型的性能（圖源：[2]）
多次檢測均表明，MCP技術在篩查HCC方面是靈敏且高效的，證實其具有發(fā)現和驗證用于腫瘤無創(chuàng)檢測的多組學生物標志物的潛力。此外，該項研究還提供了一個綜合數據庫，其中包含大量HCC病例和高危非HCC個體的cfDNA的遺傳和表觀遺傳改變，或可用于未來的相關研究。
總之，研究人員開發(fā)了一種支持對單個cfDNA樣本進行多重測試的技術，用于發(fā)現或分析與突變并行的甲基化變化。值得一提的是，該技術策略不僅限于HCC檢測，還可用于其他腫瘤類型的液體活檢分析。
隨著早篩技術的進一步挖掘，市場上的腫瘤早篩手段會更豐富、更準確，于國家、于腫瘤患者及其家屬都大有裨益。
參考資料：
[1]管浩.腫瘤“早篩”風口已至？[J].華東科技,2022(06):14-15.
[2]Wang P, Song Q, Ren J, et al. Simultaneous analysis of mutations and methylations in circulating cell-free DNA for hepatocellular carcinoma detection. Sci Transl Med. 2022 Nov 23;14(672):eabp8704. doi: 10.1126/scitranslmed.abp8704. Epub 2022 Nov 23. PMID: 36417488.
