“液体活检” 新突破!抽血一次可识别50余种癌症,早筛误检率低于1%

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“液体活检” 新突破!抽血一次可识别50余种癌症,早筛误检率低于1%

  癌症早期诊断,是癌症病患存活率大大提高的有效手段。

  当地时间 2020 年 3 月 30 日,众多英美知名癌症研究机构在欧洲肿瘤内科学会官方刊物《肿瘤学年鉴》(Annals of Oncology)上联合在线发表了题为 Sensitive and specific multi-cancer detection and localization using methylation signatures in cell-free DNA(利用游离 DNA 中甲基化标记的灵敏、特异性多癌症检测和定位)的论文。

  研究人员开发出一种针对癌症的血液检测方法,可一次性准确检测出 50 多种癌症类型,并且可在患者出现任何临床症状之前识别出癌症病灶。这一方法检测的假阳性率为 0.7%,也就是说该方法的癌症早期误检率还不到 1%,该检测方法最终可用于国家癌症筛查计划。

  雷锋网了解到,研究人员主要来自美国肿瘤学(US Oncology)、梅奥诊所、丹娜法伯癌症研究院、格利克曼泌尿与肾脏研究所、英国弗朗西斯克里克研究所及伦敦大学学院癌症研究所。

“液体活检” 新突破!抽血一次可识别50余种癌症,早筛误检率低于1%

  关注癌症早期诊断

  人们常常谈癌色变,一方面我们无法完全了解癌症的病因,另一方面癌症不仅会给患者带来生理上的痛苦、精神和经济上的负担,癌症患者的存活率一直以来也很低。

  目前而言,根据肿瘤发生的不同部位和性质,对癌症的常规诊断方式主要包括对患者临床表现与体征的综合分析、实验室检查、影像学和细胞病理学检查。在此基础上,医生还会进一步了解肿瘤的范围和程度,以便拟定治疗方案和评估预后。

  遗憾的是,大多数情况下,癌症一经确诊已是中晚期,这是因为癌症的发病一般较为隐匿,大部分癌症在早期都并没有很典型的症状。体重减轻、发低烧、疲乏等可能是癌症早期的表现,很容易被医生、患者忽略。

  因此,对癌症的早期诊断虽是小概率事件,但已成为“特效疗法”。世界卫生组织曾给出权威性结论:癌症如果能早期发现,治愈率可达 80%。

  2019 年 10 月,英国癌症研究会宣布与剑桥大学、伦敦大学学院、斯坦福大学等机构共同成立了“癌症早期检测国际联盟”,旨在开发新方法、技术,提升早期癌症诊断能力,提高病患存活率。该联盟曾表示将在多方面进行科研合作,包括开发新的成像技术与医用机器人等等。

  实际上,血芯片检测、基因检测、纳米检测、TTM、PET CT 等一系列方法已被用于进行癌症早期诊断。但当前仍缺乏理想的异质性较强的早期诊断方法——肿瘤异质性主要是指患者不同部位肿瘤突变信息可能存在差异,甚至有时同一肿瘤内的肿瘤细胞突变信息也存在差异。

  在此基础上,「液体活检」(liquid biopsy)应运而生。

  液体活检与 cfDNA

  说起组织活检,很多人可能并不陌生。通过切取、钳取或穿刺等方式从患者体内取出病变组织,进行病理学检查,绝大多数时候都能做出明确的组织病理学诊断。

  那么什么是液体活检呢?

  所谓液体活检,是指利用患者体液作为样本进行检测,从而获取相关疾病的信息。其中,体液包括血液、尿液、唾液甚至脑脊液,可对应检测肺癌、前列腺癌、头颈部癌症和中枢神经系统肿瘤疾病。

“液体活检” 新突破!抽血一次可识别50余种癌症,早筛误检率低于1%

  雷锋网了解到,液体活检技术曾被《麻省理工科技评论》评为 2015 年度十大突破技术之一。

  相比传统的组织活检,液体活检优势明显:

  • 副作用小、非侵入式、可重复取样:传统活检对病人体质要求较高,而且可能会引起并发症;

  • 无需影像学支持:传统活检通常要先依赖影像学(CT、MRI、超声波等)支持,发现、定位肿瘤的确切大小、位置后进行穿刺;

  • 有效应对肿瘤异质性:传统活检的样本中可能出现部分肿瘤信息缺失的情况。

  事实上,大部分人可能都听说过的无创 DNA 产前检测(NIPT)也是一种液体活检,仅仅采取孕妇静脉血,通过新一代母体外周血中胎儿游离 DNA 的检测,就能较为有效地进行胎儿的染色体检测,或获取胎儿的患病信息(比如唐氏综合征)。

  不难看出,无创 DNA 产前检测用到的方法是游离 DNA(cfDNA,cell-free DNA)检测。

  值得一提的是,cfDNA 检测也是一种很有效的癌症检测方法,其具体原理是:

在健康人的血浆中,cfDNA 来自于凋亡细胞,不来自于坏死细胞,而癌症患者血浆中的 cf-DNA 不仅来自于凋亡细胞,还来自于肿瘤细胞主动释放出的 DNA 及肿瘤细胞坏死溶解释放出的 DNA。

  据了解,通常情况下,肿瘤将 DNA 释放到血液中就形成了 cfDNA,但由于体内其他类型的细胞也可能会形成 cfDNA,因此会给癌症检测带来一定的干扰。

  癌症早期误检率不到 1%

  针对这一问题,上述研究团队的目光聚焦于 cfDNA 的甲基化水平,旨在以较强的异质性检测、定位出处于各阶段的多种癌症类型——DNA 甲基化是指 DNA 化学修饰的一种形式,能够在不改变 DNA 序列的前提下改变遗传表现。DNA 甲基化通常会抑制基因表达,DNA 甲基化异常及其造成的基因表达的变化将促进肿瘤的生长,因此分析 cfDNA 甲基化有利于检测和定位癌症。

  具体来讲,研究团队将 6689 名参与者中的 2482 例癌症患者(癌症类型超过 50 种)和 4207 例非癌症患者分为训练组和对照组,对参与者的血浆 cfDNA 进行亚硫酸氢盐测序。这一检测主要针对人类基因组中 3000 万个甲基化位点中的大约 100 万个。

  研究团队通过对参与者进行抽血,便可识别出 50 多种类型的癌症、所处阶段及癌变起源的组织。从未患癌症(下图上半部分)、患癌症(下图下半部分)的血液样本中分离 cfDNA,并进行靶向甲基化测序分析。

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  随后,研究团队将识别甲基化(红色部分)或未甲基化(蓝色部分)的测序结果作为输入变量,输入机器学习模型,来具体进行识别。

  雷锋网了解到,该研究用到的机器学习模型基于一个 cfDNA 癌症和非癌症信号甲基化数据库进行训练。这一数据库被认为是目前世界上最大的甲基化数据库,由美国癌症早筛公司 GRAIL 提供。

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  实际上,GRAIL 首席执行官 Hans Bishop 也曾表示:

GRAIL 正处于癌症早期检测转变的最前沿,我们将通过启动首个干预性研究将泛癌种检测纳入临床实践。我们正与领先的医疗保健系统合作,以获得对泛癌种早期检测临床应用的重要见解。

  该研究结果表明:

  • 异质性为 99.3%[95% 置信区间:98.3%-99.8%;假阳性率 0.7%];

  • 在最为致命的 12 种癌症类型(肛门、膀胱、结肠/直肠、食道、胃、头和颈、肝/胆管、肺、卵巢、胰腺)中,I–III 期真阳性为 67.3%(置信区间:60.7%-73.3%);

  • 在 50 多种癌症类型中,第一阶段真阳性为 18%(置信区间:13%-25%),第二阶段为 43%(置信区间:35%-51%),第三阶段为 81%(置信区间:73%-87%),第四阶段为 93%(置信区间:87%-96%)。

  可见,这一研究在原先的癌症早筛方法上有了新突破,正如《肿瘤学年鉴》主编 Fabrice André 教授所说:

这个研究具有里程碑式的意义,为开发易于执行的筛查工具开了先河。尽早发现超过 50% 的癌症,每年可以挽救全球数百万人的生命。

  引用来源:

  [1] https://doi.org/10.1016/j.annonc.2020.02.011

  [2] https://www.eurekalert.org/emb_releases/2020-03/esfm-bta032720.php

  [3] https://www.newscientist.com/article/2239011-blood-test-shows-promise-for-detecting-the-deadliest-cancers-early/

  [4] http://www.seqchina.cn/11477.html

本文来源于互联网:https://news.cnblogs.com/n/659377/


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