腫瘤早篩領域新突破！抽血可檢測早期胃癌

近日，中國科學院合肥物質科學研究院腫瘤醫院研究員王宏志、聶金福、洪波課題組與山西省腫瘤醫院生物樣本庫團隊在腫瘤早篩領域取得新進展，開發了基于血液循環腫瘤DNA（ctDNA）甲基化和人工智能識別技術的胃癌早期無創檢測技術。相關研究成果日前在線發表于《癌癥科學》。

聶金福向《中國科學報》介紹，“這項研究強調了ctDNA甲基化變化在早期胃癌檢測中的重要性，為未來的癌癥早期篩查提供了新的思路和方法。同時，該研究不僅為胃癌的早期檢測提供了有力證據，也為其他癌種的液體活檢研究提供了參考。”

胃癌是一種發病率和死亡率都很高的腫瘤，而早期診斷可以顯著降低胃癌死亡率。

“傳統的胃癌檢測多采用胃鏡法，患者要在前一天進行清胃處理，檢測的過程中還存在一定的創傷，給患者帶來不愉快的經歷。” 聶金福說， 現在只需要采一管血，進行ctDNA甲基化檢測，最后利用人工智能計算出測試結果即可。整個過程屬于無創檢測，更容易被患者接受。

檢測癌癥的“早期預警指紋”

DNA甲基化是一種化學修飾，就像在DNA的某些位置“貼”上了小標簽。具體來說，它是在DNA分子中的某些堿基上加了一個小的甲基基團。這些小標簽不會改變DNA的序列，但會影響DNA的行為，決定某些基因是否要“開啟”或“關閉”。

“這個過程在人體正常發育和細胞功能中扮演著非常重要的角色。如果甲基化出現問題，也就是說某些本該沉默的基因被‘打開’，而本該工作的基因卻被‘關掉’，這就可能導致細胞異常生長，最終形成腫瘤。”聶金福解釋道，科學研究已證明，異常甲基化與很多疾病有關。

值得注意的是，在癌癥發生的早期，DNA上的標簽就會出現異常變化，給人們身體發出一些非正常的“信號”。科學家發現，很多癌癥的DNA甲基化標簽與正常細胞甲基化標簽不一樣，并且不同的癌癥，DNA甲基化標簽也不相同，這些不同點集合在一起就形成了不同癌癥的甲基化“指紋”。

“通過檢測并采用 AI 的方法識別這些‘指紋’，就可以發現是否有癌癥發生，確定癌癥的發生部位是在哪個器官。而檢測也不需要做復雜的手術或組織活檢，通過簡單的血液、尿液、唾液等體液的檢測即可。” 聶金福說。

因此，DNA甲基化就像是癌癥的“早期預警指紋”，幫助研究人員在癌癥可能治愈的階段發現它的存在。ctDNA甲基化檢測也成為癌癥早期篩查和組織定位的有力工具。

開發檢測胃癌模型

在此次工作中，研究團隊希望從ctDNA甲基化中識別出胃癌特異性標志物，以促進胃癌早期檢測。

他們招募了150名胃癌患者和100名健康人員進行對照，利用循環腫瘤DNA甲基化免疫共沉淀和高通量測序進行了全基因組甲基化分析。

通過多種算法，研究團隊識別出了胃腫瘤組與非腫瘤組之間的21個差異甲基化區域。隨后，使用這21個差異甲基化區域，他們在發現集中通過隨機森林算法開發了一個胃癌檢測模型，并在獨立的驗證集中對該模型進行了驗證。

研究結果顯示，該模型在發現集中的靈敏度和特異性分別達到了93.90%和95.15%，在驗證集中的靈敏度和特異性分別達到了88.38%和94.23%。

聶金福說，“這些結果突顯了ctDNA甲基化標志物在區分早期胃癌中的有效性和準確性。基于ctDNA甲基化的液體活檢技術有望成為臨床中早期胃癌篩查中的有力工具，從而顯著降低胃癌的死亡率，并改善患者的預后生活質量。”

目前，該新技術已經在中國科學院合肥腫瘤醫院進行示范應用。

聶金福表示，“接下來，我們將繼續優化檢測模型，并計劃在更大規模的人群中進行驗證，以確保其廣泛的適用性和可靠性。”

相關論文信息：https://doi.org/10.1111/cas.16284