Nature：“液体活检”新突破 有望改进癌症早筛和分类

我们常常强调，越早发现疾病，干预的效果越佳。癌症也是如此。然而，很多癌症患者往往在确诊时就已经进入中后期，错过了最佳的治疗时机。如何实现癌症早筛呢？科学家们一直在寻找良策。近日，《Nature》期刊给出一道“曙光”：科学家们将“液体活检”与表观遗传学、AI结合，研发出一种新的“验血”方法，能够及早的实现癌症检测和分类。

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在尽可能早的阶段检测出体内癌变，能够显著提高患者的治愈率和长期存活率。然而，常规的癌症筛查手段（例如血清学肿瘤标志物、影像检查等）面临着难以发现早期癌变或者误诊率较高的难题。

如何打破僵局？科学家们将目光投注于“液体活检”——以非侵入性的方式，将患者的血液作为肿瘤活检的样本，捕捉和检测与肿瘤相关的遗传突变，以此找到肿瘤的迹象。

“但是，在血液中筛选十亿分之一的癌症特异性突变犹如‘大海捞针’，尤其在癌症早期阶段，血液中的肿瘤DNA数量是最少的。”来自加拿大Princess Margaret癌症中心的首席研究员Daniel De Carvalho表示道。

在这项新研究中，Daniel De Carvalho和团队改变思路——通过分析血液中游离DNA（cfDNA）的甲基化变化（而不是突变），鉴定出多种癌症类型特有的成千上万的改变。

https://doi.org/10.1038/s41586-018-0703-0

此前已有研究证实，甲基化标记是最先能检测到的与肿瘤发生密切相关的恶化指标。在新研究中，研究团队开发了一种分离和检测低水平DNA甲基化的技术——“游离DNA甲基化免疫共沉淀测序”（cell-free methylated DNA immunoprecipitation and high-throughput sequencing，cfMeDIP-seq）。

随后，他们利用机器学习，基于大数据创建能够“识别血液样本中癌症DNA的存在”以及“确定癌症类型”的分类器（classifiers），即在早筛的同时以高准确率区分癌症类型。

简单来说，原来在血浆中寻找癌症突变，就像翻找“里面只有一根针的干草堆”，而分析表观遗传改变就把问题变成了找“里面有成千上万根针的干草堆”。计算机只要找到其中的“一些针”就能确定要找的干草堆了。

研究团队选取了300名患者的肿瘤样本（来自7种癌症：肺癌、胰腺癌、结直肠癌、乳腺癌、白血病、膀胱癌和肾癌）以及来自健康捐赠者的样本，通过比较以追踪癌症的起源和类型。结果显示，该检测技术能够鉴定出可以区分不同癌症的特定甲基化谱。

研究团队强调，虽然这项技术还需要更多独立数据的验证，但是他们认为，基于cfDNA的甲基化分析有望改进非侵入式的癌症早筛模式。

参考资料：

A NEW APPROACH TO DETECTING CANCER EARLIER FROM BLOOD TESTS: STUDY

Sensitive tumour detection and classification using plasma cell-free DNA methylomes