中国医学科学院团队开发新型液体活检技术，可早期检测食管鳞状细胞癌

中国医学科学院团队开发新型液体活检技术，可早期检测食管鳞状细胞癌

2024年5月2日，中国医学科学院肿瘤医院刘芝华、陈洪岩和温州医科大学苏建忠共同通讯在《Nature Communications》上发表重要研究成果，开发了一种基于cfDNA甲基化的多模态分析框架（EMMA），实现了食管鳞状细胞癌（ESCC）的超早期检测。

研究背景

食管癌（EC）是全球第六大癌症死因，其中ESCC占88%。ESCC的预后较差，5年总生存率仅为18.5%（美国）和36.9%（中国）。然而，早期ESCC和癌前病变通过内镜整块切除可实现近100%的五年疾病特异性生存率。目前，内窥镜筛查面临依从性低和成本高的问题，而液体活检作为一种非侵入性检测方法，具有广阔的应用前景。

cfDNA全基因组亚硫酸氢盐测序中的EMMA框架概述

研究团队开发了基于“组织-cfDNA-组织”策略的EMMA框架。首先，从配对的WGBS和原发性肿瘤的全基因组测序（WGS）数据中鉴定ESCC衍生的DMR和CNV。随后，检查cfDNA WGBS数据中ESCC衍生的DMR和CNV，并计算短cfDNA片段大小比例（FSR）。采用随机森林机器学习框架，利用DMR、CNV和FSR三个特征，构建诊断模型。

研究设计了一个多样化的队列，包括来自中国医学科学院肿瘤医院和北京协和医学院的150名ESCC或食管高级别上皮内瘤变患者，来自上海胸科医院的30名ESCC患者，以及来自CHCAMS的50名食管IEN患者和230名健康对照。所有受试者在医疗干预前采集血浆样本。

研究结果

本研究对460个cfDNA样本进行了全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS）。研究发现：

• cfDNA甲基化标志物最早且最敏感，可在70%的胚胎干细胞和50%的癌前病变中检测到
• CNV和碎片化特征特异性高，但与晚期疾病相关
• EMMA显著提高了检测率，AUC从0.90提高到0.99，在验证队列中检测出87%的ESCC和62%的癌前病变，特异性>95%

这项研究证明了cfDNA甲基化组的多模式分析在ESCC早期检测和分子特征监测方面的潜力，为临床应用提供了新的思路。

原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-47886-1