犬类癌症检测研究新突破：液体活检技术实现多癌种早期筛查

犬类癌症检测研究新突破：液体活检技术实现多癌种早期筛查

癌症是成年犬的主要死因，但目前缺乏有效的早期筛查方法。近日，一项发表在PLOS ONE期刊上的研究首次在大规模独立测试集上验证了基于高通量测序的液体活检技术在犬类多癌种检测中的应用。该研究招募了1,358只犬，最终纳入1,100只受试者进行分析，结果显示该方法具有高特异性和中等敏感性，尤其对侵袭性强的癌症类型检测效果更佳。

图1 文献介绍

癌症是成年犬的主要死因，但目前缺乏有效的早期筛查方法。CANcer Detection in Dogs (CANDiD)研究是一项开创性的大规模临床验证研究，旨在评估基于高通量测序(NGS)的液体活检技术在犬类多癌种早期检测中的应用。

研究招募了1,358只犬，最终纳入1,100只受试者进行分析，其中224只用于算法开发，876只用于性能测试。研究采用统一的实验室流程，对所有犬的血液样本中的cfDNA和gDNA进行测序分析，以检测癌症相关的基因组变异。

图2 Sentieon的作用

研究结果显示，基于高通量测序的液体活检方法在犬类多癌种检测中表现出良好的性能。在测试集中，351个癌症诊断受试样本中有192只检测到阳性结果，总体敏感性为54.7%。519只中511只检测到阴性结果，特异性高达98.5%，这意味着它能够准确地识别大多数癌症病例，同时几乎不会产生假阳性结果。

图4 CANDiD研究测试集中的测试结果和性能

特别值得注意的是，对于三种最具侵袭性的犬类癌症（淋巴瘤、血管肉瘤和骨肉瘤），有137只受试者患有这三种癌症类型之一的单一原发性癌症；其中117只得到了阳性结果，检出率高达85.4%。在8种最常见犬类癌症（淋巴瘤、血管肉瘤、骨肉瘤、软组织肉瘤、肥大细胞瘤、乳腺癌、肛门囊腺癌和恶性黑色素瘤）中，237只受试者患有这八种癌症类型之一的单一原发性癌症；但其中一只被排除在外，在剩余的样本中146只得到阳性结果，总体检出率为61.9%。这些结果对于这些通常预后较差的癌症类型来说尤为重要，因为早期发现可能会显著改善治疗效果。

图5 测试集中三种最具侵袭性犬类癌症的测试结果和性能

研究还发现，该方法的检测能力与疾病的程度和肿瘤的大小密切相关。对于扩散或转移性疾病，特别是肿瘤≥5cm的情况，检出率可以达到87.5%。显示出在识别晚期癌症方面的卓越表现。然而，对于局部或区域性疾病，尤其是肿瘤较小的情况（≤5 cm），检出率为为19.6%，相对较低。这提示了该技术在早期癌症检测方面仍有改进空间。

图7 按疾病程度和肿瘤大小的检出率

值得一提的是，该方法能够检测到30种不同类型的癌症信号，并且对于血液系统恶性肿瘤，还能够以较高的准确率（92.7%）预测癌症信号的来源。这种广谱性使得它成为一个潜在的强大筛查工具，能够在一次检测中覆盖多种癌症类型。

图8 按癌症类型的检出率

最后，在案例研究部分中进一步证实了该方法的预测能力，在临床症状出现前7个月就检测到了癌症信号。这凸显了液体活检在早期癌症检测中的潜力，可能为及时干预和改善预后开辟新的途径。

图9 一只疑似无癌症的7岁、37公斤重的绝育混种母犬的案例研究，该犬获得了"检测到癌症信号"的结果，随后被诊断为血管肉瘤。 (A) 基于NGS的血液和组织样本检测时间线，以及相应的临床评估。 (B) 测序数据显示白血细胞来源的基因组DNA中没有基因组改变。 (C) 测序数据显示在多个时间点获得的血浆样本中的无细胞DNA中存在基因组改变。 (D) 测序数据显示在尸检期间收集的各种组织样本中存在基因组改变

这项研究首次大规模验证了基于NGS的液体活检技术在犬类多癌种检测中的应用。结果显示该方法具有高特异性和中等敏感性，尤其对侵袭性强的癌症类型检测效果更佳。研究发现这种技术能在症状出现前数月检测到癌症，但对早期小型肿瘤的检测仍有局限。研究者提出了几种改进方法，并指出该技术在犬类癌症筛查中具有潜力，同时对人类癌症研究也有启发。未来研究将聚焦于在不同犬种和癌症类型中的应用，以及与其他诊断方法的结合。尽管面临一些挑战，这项技术在癌症早期诊断和管理方面展现出了极大的潜力和前景。

这项研究首次在大规模独立测试集上验证了基于NGS的液体活检在犬类多癌种检测中的应用。该方法具有很高的特异性，可以作为一种新的无创癌症筛查和辅助诊断工具。通过早期发现癌症，有望改善犬类癌症的诊断和管理模式。尽管在早期小肿瘤的检测方面仍有改进空间，但其在检测侵袭性和晚期癌症方面的出色表现为未来的研究和应用开辟了新的途径。