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中国科学报|无创血检可提前4年发现癌症

来源：中国科学报
中国科学报|无创血检可提前4年发现癌症
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近年来 ， 血液中的循环肿瘤DNA（ctDNA）已成为一种很有前景的癌症生物标志物 ， 即“液体活检” 。
ctDNA已被证明在癌症的非侵入性检测、晚期癌症的个体化治疗 ， 以及治疗期间和治疗后的监测方面具有重要价值 。
日前 ， 复旦大学泰州健康科学研究院和人类表型组研究院联合加利福尼亚大学圣迭戈分校、山东大学齐鲁医院等团队在《自然—通讯》发表成果称 ， 团队开发的一种非侵入性血检——ctDNA甲基化多癌筛查技术PanSeer ， 有望在常规诊断前4年对5种常见的癌症作出早期检测 。
瞄准ctDNA甲基化
当前 ， 恶性肿瘤的发病率和死亡率呈逐年上升趋势 ， 尽早发现肿瘤对于癌症治疗至关重要 。
目前 ， 仅有的癌症筛查都是针对几种特定的癌症类型 ， 如结肠镜检查、前列腺特异抗原等 。
要对早期肿瘤检测和筛查进行验证和研究 ， 不仅仅需要高效、灵敏的技术 ， 更关键的是需要在确诊前即对肿瘤患者进行血液和生物样本采样 。
论文第一作者、复旦大学泰州健康科学研究院和人类表型组研究院研究员陈兴栋表示 ， 这意味着需要有大型、长期的人群队列数据 ， 来支撑探索新的早期癌症筛查技术 。
研究团队在复旦大学建设的泰州队列基础上 ， 开始筛选研究对象 。 截至目前 ， 已有近20万社区人群参加该项研究 。
研究团队通过系统的队列随访 ， 长期跟踪队列人群各种重大慢性病的发生情况 ， 并且在无症状人群中于多个时间节点跟踪采集了150余万份各类生物样本长期保存 。
陈兴栋表示 ， 在病症发展早期 ， 甚至在无症状未确诊的若干年前 ， 癌症病人的血液中便已存在癌症信号 。
此次发表的研究成果纳入了191个在采样时间点1~4年后确诊肿瘤的病人血液样本、223个在当地医院确诊后采集的肿瘤病人血样 ， 以及414个随访超过10年且未被诊断为肿瘤的病人样本作为对照人群 。
其中确诊的肿瘤病人所患癌症为结肠癌、食管癌、肝癌、肺癌和胃癌 。
基于以上数据 ， 研究人员发现了上述5种癌症患者血液中的ctDNA甲基化的特异性 。
ctDNA是经脱落或细胞凋亡后释放进入循环系统的肿瘤细胞体细胞DNA ， 是一种特征性的肿瘤生物标记 。 通过ctDNA检测 ， 能够检出血液中的肿瘤踪迹 。
“ctDNA甲基化是肿瘤发生的一种信号 ， 在达到现有临床确诊金标准之前 ， 甚至在病人出现自觉症状前 ， ctDNA甲基化就存在于血液循环之中 。 肿瘤细胞和正常细胞的DNA甲基化不同 ， 因此 ， 通过捕捉血液中的ctDNA ， 检测其甲基化特征 ， 可提前判断肿瘤的发生 。 ”陈兴栋告诉《中国科学报》 。
筛查技术敏感度特异度双高
基于ctDNA甲基化特质 ， 研究人员研发设计了PanSeer技术 。 PanSeer是一种半靶向技术 ， 可以精确筛查出人体内非常微小的ctDNA甲基化水平 。
“由于ctDNA在血液中的含量非常少 ， 因此我们首先需要解决的问题是富集血液中的ctDNA 。 ”陈兴栋指出 ， 该检测方法的另一个关键点是需要确定癌症甲基化筛查的特定基因 。
为严格控制大数据分析中常见的过拟合隐患 ， 研究团队采用计算样本中每个靶基因组区域的平均甲基化水平和集合logistic回归分类器的组合 ， 并充分考虑大量的干扰因素 ， 以完成区分健康患者与癌症患者的分类模型搭建 。
为进一步了解该方法的精确度和准确度 ， 研究额外分析了223名癌症患者的血浆样本、200份原发肿瘤和正常组织 。
在一个独立的测试样本集中 ， 研究团队发现在207个健康对照样本重现96%的特异性的前提下 ， PanSeer技术在113个确诊后采集的病人样本上达到88%的敏感性 。
接下来 ， 在98名未确诊前1~4年采集的样本中 ， PanSeer技术达到了95%的检测敏感性 。


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