一個日益增長的研究焦點是通過血液中循環(huán)的無細(xì)胞DNA（cfDNA）進(jìn)行早期檢測--即“液體活檢”。然而由于癌癥的遺傳多樣性和DNA血液碎片中的低腫瘤濃度，使用這種方法在早期階段檢測癌癥一直是一個挑戰(zhàn)。

(資料圖)

現(xiàn)在，研究人員報告了一個實驗性癌癥檢測系統(tǒng)的成功結(jié)果，該系統(tǒng)似乎以一種新穎、經(jīng)濟(jì)的方式克服了這些挑戰(zhàn)。這項研究由加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)Jonsson綜合癌癥中心的研究人員和合作機(jī)構(gòu)進(jìn)行，相關(guān)研究報告將于今日（9月29日）發(fā)表在《Nature Communications》上。

據(jù)了解，研究人員的工作強(qiáng)調(diào)了一種比傳統(tǒng)方法節(jié)省12倍以上成本的方法來對cfDNA甲基組進(jìn)行測序，同時還有一個計算模型來從這種DNA測序中提取信息以幫助早期檢測和診斷。

無細(xì)胞DNA甲基化已被證明是早期癌癥檢測的最有希望的生物標(biāo)志物之一。然而來自不同癌癥類型、亞型、階段和病因的cfDNA畸變的特征是異質(zhì)性的。這就導(dǎo)致了在確定適合早期檢測的甲基化標(biāo)記物方面面臨的巨大挑戰(zhàn)。這一點尤其值得關(guān)注，因為跟疾病的多樣性和病人群體（年齡、性別、種族和合并癥）相比，目前可用的樣本量很小。

剖析cfDNA甲基組可以解決這一挑戰(zhàn)，因為它保留了癌癥異常的全基因組表觀遺傳特征。因此，它允許分類模型隨著訓(xùn)練隊列的增加而學(xué)習(xí)和利用新的重要特征并將其范圍擴(kuò)大到更多的癌癥類型。然而傳統(tǒng)的無細(xì)胞DNA甲基組分析方法（全基因組亞硫酸氫鹽測序）對臨床使用來說成本高昂。

“我們的方法，cfMethyl-seq使cfDNA甲基組測序成為臨床使用的可行選擇，”Xianghong"Jasmine"Zhou說道，“盡管存在固有的挑戰(zhàn)，我們的研究顯示了通過單一血液測試對某些癌癥進(jìn)行精確早期診斷的巨大潛力?！睋?jù)悉，她是該研究的論文通訊作者，也是加州大學(xué)洛杉磯分校的病理和實驗醫(yī)學(xué)教授。

據(jù)悉，Zhou和她在加州大學(xué)洛杉磯分校實驗室的同事專注于精準(zhǔn)醫(yī)療。這包括利用患者的基因組信息來開發(fā)更多的個性化、有針對性的治療方法及大生物數(shù)據(jù)分析以將來自各種平臺和模式的復(fù)雜數(shù)據(jù)整合成可用于臨床的實用方法。

在這項研究中，Zhou和合作者對他們的新方法進(jìn)行了測試，進(jìn)而來看看它是否能準(zhǔn)確地檢測出四種常見的診斷癌癥--結(jié)腸癌、肝癌、肺癌和胃癌--并且在早期階段就能做到。

科學(xué)家們收集了408名研究參與者的血液樣本，并應(yīng)用于他們基于甲基組的血液測試，該測試可以識別不同癌癥類型和可能原因的廣泛標(biāo)記。其中，217名是癌癥患者，191名為無癌癥的對照對象。樣本在加州大學(xué)洛杉磯分校的醫(yī)院收集或從商業(yè)實驗室購買以實現(xiàn)跨源驗證。研究人員還進(jìn)行了跨批次驗證、年齡匹配驗證和獨立驗證，這樣做的目的是防止研究中出現(xiàn)偏差。

在收集和驗證措施之后，研究人員將數(shù)據(jù)輸入他們復(fù)雜的計算機(jī)模型以衡量其不僅在檢測癌癥方面的準(zhǔn)確性而且在檢測腫瘤的具體位置方面的準(zhǔn)確性。

他們的模型在檢測所有階段的癌癥方面的準(zhǔn)確率有80.7%，在檢測早期癌癥--I期或II期的癌癥--方面的準(zhǔn)確率約為74.5%，特異性略低于98%。只有一個錯誤的正常樣本分類（假陽性）。

對于組織來源的準(zhǔn)確性，該模型正確識別了腫瘤位置，所有癌癥階段的平均準(zhǔn)確率為89.1%，早期患者的準(zhǔn)確率約為85%。

目前，該團(tuán)隊正在為大型臨床試驗尋求資金以驗證該技術(shù)，他們希望能將其投入使用從而讓患者受益。