'Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%'

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編者按:

約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的研究者開發了一種新型全基因組cfDNA片段檢測方法,對7種癌症檢測的靈敏度範圍為57%-100%,特異性達98%,確定腫瘤組織來源的患者佔比75%。

該研究對癌症患者的意義在於:以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

具體體現在:

  • 以少量血液為樣本,減少因組織活檢帶來的創傷
  • 可根據需要取血,時間可控且方便
  • 該研究檢測的靈敏度高(最高可達100%),意味著漏診率低
  • 該研究檢測的特異度高(達98%),意味著誤診率低

癌症是威脅人類健康的重要疾病,患者確診時疾病已發展到晚期及治療干預效果差是導致癌症相關死亡的主要原因。遺憾的是,臨床上可廣泛用於癌症診斷和治療的生物標誌物尚未得到廣泛應用,癌症診斷的金標準仍然是組織活檢,但因組織活檢存在著有創、不適宜反覆取材檢測、容易發生併發症等弊端,使得患者更寄希望於諸如“滴血驗癌”這樣的液體活檢技術出現,以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

以血液為標本的液體活檢技術的機遇與挑戰

近年來,以血液為標本的液體活檢技術,尤其是基於循環遊離DNA(cfDNA)檢測的液體活檢技術在腫瘤篩查、早期診斷、治療監測和預後評估等多個方面受到科研工作者及臨床醫生的廣泛關注。

近期對循環系統中cfDNA的分析表明,腫瘤特異性改變與cfDNA變化呈相關性,可能為早期診斷提供新的機會,然而並非所有患者都有可檢測cfDNA變化。

雖然cfDNA的全基因組測序可以識別癌症患者的染色體異常,但由於異常染色體的數量較少,檢測這種變化具有挑戰性。於是,科學家將目光轉向對cfDNA片段大小的分析。


新型全基因組cfDNA片段檢測方法誕生

2019年5月29日,Nature在線發表了一項通過檢測全基因組cfDNA片段,實現7種癌症檢測和腫瘤組織來源確定的新型液體活檢技術。

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編者按:

約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的研究者開發了一種新型全基因組cfDNA片段檢測方法,對7種癌症檢測的靈敏度範圍為57%-100%,特異性達98%,確定腫瘤組織來源的患者佔比75%。

該研究對癌症患者的意義在於:以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

具體體現在:

  • 以少量血液為樣本,減少因組織活檢帶來的創傷
  • 可根據需要取血,時間可控且方便
  • 該研究檢測的靈敏度高(最高可達100%),意味著漏診率低
  • 該研究檢測的特異度高(達98%),意味著誤診率低

癌症是威脅人類健康的重要疾病,患者確診時疾病已發展到晚期及治療干預效果差是導致癌症相關死亡的主要原因。遺憾的是,臨床上可廣泛用於癌症診斷和治療的生物標誌物尚未得到廣泛應用,癌症診斷的金標準仍然是組織活檢,但因組織活檢存在著有創、不適宜反覆取材檢測、容易發生併發症等弊端,使得患者更寄希望於諸如“滴血驗癌”這樣的液體活檢技術出現,以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

以血液為標本的液體活檢技術的機遇與挑戰

近年來,以血液為標本的液體活檢技術,尤其是基於循環遊離DNA(cfDNA)檢測的液體活檢技術在腫瘤篩查、早期診斷、治療監測和預後評估等多個方面受到科研工作者及臨床醫生的廣泛關注。

近期對循環系統中cfDNA的分析表明,腫瘤特異性改變與cfDNA變化呈相關性,可能為早期診斷提供新的機會,然而並非所有患者都有可檢測cfDNA變化。

雖然cfDNA的全基因組測序可以識別癌症患者的染色體異常,但由於異常染色體的數量較少,檢測這種變化具有挑戰性。於是,科學家將目光轉向對cfDNA片段大小的分析。


新型全基因組cfDNA片段檢測方法誕生

2019年5月29日,Nature在線發表了一項通過檢測全基因組cfDNA片段,實現7種癌症檢測和腫瘤組織來源確定的新型液體活檢技術。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

圖/Nature


該技術由約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的Stephen Cristiano等研究者開發,名為DELFI(DNA evaluation of fragments for early interception)。

研究共納入208例未接受過治療的腫瘤可切除癌症患者(涵蓋7個癌種,包括乳腺癌、結直腸癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃癌、膽管癌)和215名健康人。

首先,對所有受試者的cfDNA進行了低覆蓋率全基因組測序,結果發現,健康人的cfDNA片段分佈一致,而癌症患者的cfDNA片段分佈變化很大,即來自癌症患者的cfDNA在長度上更多變

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編者按:

約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的研究者開發了一種新型全基因組cfDNA片段檢測方法,對7種癌症檢測的靈敏度範圍為57%-100%,特異性達98%,確定腫瘤組織來源的患者佔比75%。

該研究對癌症患者的意義在於:以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

具體體現在:

  • 以少量血液為樣本,減少因組織活檢帶來的創傷
  • 可根據需要取血,時間可控且方便
  • 該研究檢測的靈敏度高(最高可達100%),意味著漏診率低
  • 該研究檢測的特異度高(達98%),意味著誤診率低

癌症是威脅人類健康的重要疾病,患者確診時疾病已發展到晚期及治療干預效果差是導致癌症相關死亡的主要原因。遺憾的是,臨床上可廣泛用於癌症診斷和治療的生物標誌物尚未得到廣泛應用,癌症診斷的金標準仍然是組織活檢,但因組織活檢存在著有創、不適宜反覆取材檢測、容易發生併發症等弊端,使得患者更寄希望於諸如“滴血驗癌”這樣的液體活檢技術出現,以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

以血液為標本的液體活檢技術的機遇與挑戰

近年來,以血液為標本的液體活檢技術,尤其是基於循環遊離DNA(cfDNA)檢測的液體活檢技術在腫瘤篩查、早期診斷、治療監測和預後評估等多個方面受到科研工作者及臨床醫生的廣泛關注。

近期對循環系統中cfDNA的分析表明,腫瘤特異性改變與cfDNA變化呈相關性,可能為早期診斷提供新的機會,然而並非所有患者都有可檢測cfDNA變化。

雖然cfDNA的全基因組測序可以識別癌症患者的染色體異常,但由於異常染色體的數量較少,檢測這種變化具有挑戰性。於是,科學家將目光轉向對cfDNA片段大小的分析。


新型全基因組cfDNA片段檢測方法誕生

2019年5月29日,Nature在線發表了一項通過檢測全基因組cfDNA片段,實現7種癌症檢測和腫瘤組織來源確定的新型液體活檢技術。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

圖/Nature


該技術由約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的Stephen Cristiano等研究者開發,名為DELFI(DNA evaluation of fragments for early interception)。

研究共納入208例未接受過治療的腫瘤可切除癌症患者(涵蓋7個癌種,包括乳腺癌、結直腸癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃癌、膽管癌)和215名健康人。

首先,對所有受試者的cfDNA進行了低覆蓋率全基因組測序,結果發現,健康人的cfDNA片段分佈一致,而癌症患者的cfDNA片段分佈變化很大,即來自癌症患者的cfDNA在長度上更多變

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

經全基因組測序的健康人和癌症患者cfDNA片段分佈

接下來,研究人員應用梯度提升樹機器學習模型檢驗癌症患者和健康人的cfDNA是否具有差異性,包括片段大小、染色體臂和線粒體DNA拷貝數。

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約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的研究者開發了一種新型全基因組cfDNA片段檢測方法,對7種癌症檢測的靈敏度範圍為57%-100%,特異性達98%,確定腫瘤組織來源的患者佔比75%。

該研究對癌症患者的意義在於:以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

具體體現在:

  • 以少量血液為樣本,減少因組織活檢帶來的創傷
  • 可根據需要取血,時間可控且方便
  • 該研究檢測的靈敏度高(最高可達100%),意味著漏診率低
  • 該研究檢測的特異度高(達98%),意味著誤診率低

癌症是威脅人類健康的重要疾病,患者確診時疾病已發展到晚期及治療干預效果差是導致癌症相關死亡的主要原因。遺憾的是,臨床上可廣泛用於癌症診斷和治療的生物標誌物尚未得到廣泛應用,癌症診斷的金標準仍然是組織活檢,但因組織活檢存在著有創、不適宜反覆取材檢測、容易發生併發症等弊端,使得患者更寄希望於諸如“滴血驗癌”這樣的液體活檢技術出現,以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

以血液為標本的液體活檢技術的機遇與挑戰

近年來,以血液為標本的液體活檢技術,尤其是基於循環遊離DNA(cfDNA)檢測的液體活檢技術在腫瘤篩查、早期診斷、治療監測和預後評估等多個方面受到科研工作者及臨床醫生的廣泛關注。

近期對循環系統中cfDNA的分析表明,腫瘤特異性改變與cfDNA變化呈相關性,可能為早期診斷提供新的機會,然而並非所有患者都有可檢測cfDNA變化。

雖然cfDNA的全基因組測序可以識別癌症患者的染色體異常,但由於異常染色體的數量較少,檢測這種變化具有挑戰性。於是,科學家將目光轉向對cfDNA片段大小的分析。


新型全基因組cfDNA片段檢測方法誕生

2019年5月29日,Nature在線發表了一項通過檢測全基因組cfDNA片段,實現7種癌症檢測和腫瘤組織來源確定的新型液體活檢技術。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

圖/Nature


該技術由約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的Stephen Cristiano等研究者開發,名為DELFI(DNA evaluation of fragments for early interception)。

研究共納入208例未接受過治療的腫瘤可切除癌症患者(涵蓋7個癌種,包括乳腺癌、結直腸癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃癌、膽管癌)和215名健康人。

首先,對所有受試者的cfDNA進行了低覆蓋率全基因組測序,結果發現,健康人的cfDNA片段分佈一致,而癌症患者的cfDNA片段分佈變化很大,即來自癌症患者的cfDNA在長度上更多變

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

經全基因組測序的健康人和癌症患者cfDNA片段分佈

接下來,研究人員應用梯度提升樹機器學習模型檢驗癌症患者和健康人的cfDNA是否具有差異性,包括片段大小、染色體臂和線粒體DNA拷貝數。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

梯度提升樹機器模型

通過DELFI得分確定受試者是健康人還是癌症患者。結果發現,不同癌種的檢測靈敏度範圍為57%-100%,所有癌症患者的總檢出率為73%(95%CI 67%-79%,意味著在208例癌症患者中檢測出152例);檢測特異性為98%(意味著在215例患者中有4例誤診為癌症患者),結果詳見表1綠色框線部分。

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約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的研究者開發了一種新型全基因組cfDNA片段檢測方法,對7種癌症檢測的靈敏度範圍為57%-100%,特異性達98%,確定腫瘤組織來源的患者佔比75%。

該研究對癌症患者的意義在於:以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

具體體現在:

  • 以少量血液為樣本,減少因組織活檢帶來的創傷
  • 可根據需要取血,時間可控且方便
  • 該研究檢測的靈敏度高(最高可達100%),意味著漏診率低
  • 該研究檢測的特異度高(達98%),意味著誤診率低

癌症是威脅人類健康的重要疾病,患者確診時疾病已發展到晚期及治療干預效果差是導致癌症相關死亡的主要原因。遺憾的是,臨床上可廣泛用於癌症診斷和治療的生物標誌物尚未得到廣泛應用,癌症診斷的金標準仍然是組織活檢,但因組織活檢存在著有創、不適宜反覆取材檢測、容易發生併發症等弊端,使得患者更寄希望於諸如“滴血驗癌”這樣的液體活檢技術出現,以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

以血液為標本的液體活檢技術的機遇與挑戰

近年來,以血液為標本的液體活檢技術,尤其是基於循環遊離DNA(cfDNA)檢測的液體活檢技術在腫瘤篩查、早期診斷、治療監測和預後評估等多個方面受到科研工作者及臨床醫生的廣泛關注。

近期對循環系統中cfDNA的分析表明,腫瘤特異性改變與cfDNA變化呈相關性,可能為早期診斷提供新的機會,然而並非所有患者都有可檢測cfDNA變化。

雖然cfDNA的全基因組測序可以識別癌症患者的染色體異常,但由於異常染色體的數量較少,檢測這種變化具有挑戰性。於是,科學家將目光轉向對cfDNA片段大小的分析。


新型全基因組cfDNA片段檢測方法誕生

2019年5月29日,Nature在線發表了一項通過檢測全基因組cfDNA片段,實現7種癌症檢測和腫瘤組織來源確定的新型液體活檢技術。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

圖/Nature


該技術由約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的Stephen Cristiano等研究者開發,名為DELFI(DNA evaluation of fragments for early interception)。

研究共納入208例未接受過治療的腫瘤可切除癌症患者(涵蓋7個癌種,包括乳腺癌、結直腸癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃癌、膽管癌)和215名健康人。

首先,對所有受試者的cfDNA進行了低覆蓋率全基因組測序,結果發現,健康人的cfDNA片段分佈一致,而癌症患者的cfDNA片段分佈變化很大,即來自癌症患者的cfDNA在長度上更多變

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

經全基因組測序的健康人和癌症患者cfDNA片段分佈

接下來,研究人員應用梯度提升樹機器學習模型檢驗癌症患者和健康人的cfDNA是否具有差異性,包括片段大小、染色體臂和線粒體DNA拷貝數。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

梯度提升樹機器模型

通過DELFI得分確定受試者是健康人還是癌症患者。結果發現,不同癌種的檢測靈敏度範圍為57%-100%,所有癌症患者的總檢出率為73%(95%CI 67%-79%,意味著在208例癌症患者中檢測出152例);檢測特異性為98%(意味著在215例患者中有4例誤診為癌症患者),結果詳見表1綠色框線部分。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

因cfDNA片段分佈能夠反映組織之間的區域差異,研究者採用機器學習的方法確定循環腫瘤DNA(ctDNA)的起源組織。結果發現,75%的癌症患者能夠確定組織來源。

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編者按:

約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的研究者開發了一種新型全基因組cfDNA片段檢測方法,對7種癌症檢測的靈敏度範圍為57%-100%,特異性達98%,確定腫瘤組織來源的患者佔比75%。

該研究對癌症患者的意義在於:以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

具體體現在:

  • 以少量血液為樣本,減少因組織活檢帶來的創傷
  • 可根據需要取血,時間可控且方便
  • 該研究檢測的靈敏度高(最高可達100%),意味著漏診率低
  • 該研究檢測的特異度高(達98%),意味著誤診率低

癌症是威脅人類健康的重要疾病,患者確診時疾病已發展到晚期及治療干預效果差是導致癌症相關死亡的主要原因。遺憾的是,臨床上可廣泛用於癌症診斷和治療的生物標誌物尚未得到廣泛應用,癌症診斷的金標準仍然是組織活檢,但因組織活檢存在著有創、不適宜反覆取材檢測、容易發生併發症等弊端,使得患者更寄希望於諸如“滴血驗癌”這樣的液體活檢技術出現,以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

以血液為標本的液體活檢技術的機遇與挑戰

近年來,以血液為標本的液體活檢技術,尤其是基於循環遊離DNA(cfDNA)檢測的液體活檢技術在腫瘤篩查、早期診斷、治療監測和預後評估等多個方面受到科研工作者及臨床醫生的廣泛關注。

近期對循環系統中cfDNA的分析表明,腫瘤特異性改變與cfDNA變化呈相關性,可能為早期診斷提供新的機會,然而並非所有患者都有可檢測cfDNA變化。

雖然cfDNA的全基因組測序可以識別癌症患者的染色體異常,但由於異常染色體的數量較少,檢測這種變化具有挑戰性。於是,科學家將目光轉向對cfDNA片段大小的分析。


新型全基因組cfDNA片段檢測方法誕生

2019年5月29日,Nature在線發表了一項通過檢測全基因組cfDNA片段,實現7種癌症檢測和腫瘤組織來源確定的新型液體活檢技術。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

圖/Nature


該技術由約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的Stephen Cristiano等研究者開發,名為DELFI(DNA evaluation of fragments for early interception)。

研究共納入208例未接受過治療的腫瘤可切除癌症患者(涵蓋7個癌種,包括乳腺癌、結直腸癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃癌、膽管癌)和215名健康人。

首先,對所有受試者的cfDNA進行了低覆蓋率全基因組測序,結果發現,健康人的cfDNA片段分佈一致,而癌症患者的cfDNA片段分佈變化很大,即來自癌症患者的cfDNA在長度上更多變

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

經全基因組測序的健康人和癌症患者cfDNA片段分佈

接下來,研究人員應用梯度提升樹機器學習模型檢驗癌症患者和健康人的cfDNA是否具有差異性,包括片段大小、染色體臂和線粒體DNA拷貝數。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

梯度提升樹機器模型

通過DELFI得分確定受試者是健康人還是癌症患者。結果發現,不同癌種的檢測靈敏度範圍為57%-100%,所有癌症患者的總檢出率為73%(95%CI 67%-79%,意味著在208例癌症患者中檢測出152例);檢測特異性為98%(意味著在215例患者中有4例誤診為癌症患者),結果詳見表1綠色框線部分。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

因cfDNA片段分佈能夠反映組織之間的區域差異,研究者採用機器學習的方法確定循環腫瘤DNA(ctDNA)的起源組織。結果發現,75%的癌症患者能夠確定組織來源。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

DELFI示意圖

最後,研究者評估了DELFI聯合cfDNA基因突變檢測是否能夠提高癌症檢測靈敏度。結果發現,聯合檢測靈敏度達到91%(126例癌症患者中,檢出115例),特異性達到98%。


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編者按:

約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的研究者開發了一種新型全基因組cfDNA片段檢測方法,對7種癌症檢測的靈敏度範圍為57%-100%,特異性達98%,確定腫瘤組織來源的患者佔比75%。

該研究對癌症患者的意義在於:以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

具體體現在:

  • 以少量血液為樣本,減少因組織活檢帶來的創傷
  • 可根據需要取血,時間可控且方便
  • 該研究檢測的靈敏度高(最高可達100%),意味著漏診率低
  • 該研究檢測的特異度高(達98%),意味著誤診率低

癌症是威脅人類健康的重要疾病,患者確診時疾病已發展到晚期及治療干預效果差是導致癌症相關死亡的主要原因。遺憾的是,臨床上可廣泛用於癌症診斷和治療的生物標誌物尚未得到廣泛應用,癌症診斷的金標準仍然是組織活檢,但因組織活檢存在著有創、不適宜反覆取材檢測、容易發生併發症等弊端,使得患者更寄希望於諸如“滴血驗癌”這樣的液體活檢技術出現,以一種非侵入性的、便捷的方式實現癌症的早期診斷、預後判斷和治療效果監測。

以血液為標本的液體活檢技術的機遇與挑戰

近年來,以血液為標本的液體活檢技術,尤其是基於循環遊離DNA(cfDNA)檢測的液體活檢技術在腫瘤篩查、早期診斷、治療監測和預後評估等多個方面受到科研工作者及臨床醫生的廣泛關注。

近期對循環系統中cfDNA的分析表明,腫瘤特異性改變與cfDNA變化呈相關性,可能為早期診斷提供新的機會,然而並非所有患者都有可檢測cfDNA變化。

雖然cfDNA的全基因組測序可以識別癌症患者的染色體異常,但由於異常染色體的數量較少,檢測這種變化具有挑戰性。於是,科學家將目光轉向對cfDNA片段大小的分析。


新型全基因組cfDNA片段檢測方法誕生

2019年5月29日,Nature在線發表了一項通過檢測全基因組cfDNA片段,實現7種癌症檢測和腫瘤組織來源確定的新型液體活檢技術。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

圖/Nature


該技術由約翰·霍普金斯大學醫學院西德尼·金梅爾綜合癌症中心的Stephen Cristiano等研究者開發,名為DELFI(DNA evaluation of fragments for early interception)。

研究共納入208例未接受過治療的腫瘤可切除癌症患者(涵蓋7個癌種,包括乳腺癌、結直腸癌、肺癌、卵巢癌、胰腺癌、胃癌、膽管癌)和215名健康人。

首先,對所有受試者的cfDNA進行了低覆蓋率全基因組測序,結果發現,健康人的cfDNA片段分佈一致,而癌症患者的cfDNA片段分佈變化很大,即來自癌症患者的cfDNA在長度上更多變

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

經全基因組測序的健康人和癌症患者cfDNA片段分佈

接下來,研究人員應用梯度提升樹機器學習模型檢驗癌症患者和健康人的cfDNA是否具有差異性,包括片段大小、染色體臂和線粒體DNA拷貝數。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

梯度提升樹機器模型

通過DELFI得分確定受試者是健康人還是癌症患者。結果發現,不同癌種的檢測靈敏度範圍為57%-100%,所有癌症患者的總檢出率為73%(95%CI 67%-79%,意味著在208例癌症患者中檢測出152例);檢測特異性為98%(意味著在215例患者中有4例誤診為癌症患者),結果詳見表1綠色框線部分。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

因cfDNA片段分佈能夠反映組織之間的區域差異,研究者採用機器學習的方法確定循環腫瘤DNA(ctDNA)的起源組織。結果發現,75%的癌症患者能夠確定組織來源。

Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

DELFI示意圖

最後,研究者評估了DELFI聯合cfDNA基因突變檢測是否能夠提高癌症檢測靈敏度。結果發現,聯合檢測靈敏度達到91%(126例癌症患者中,檢出115例),特異性達到98%。


Nature|“滴血驗癌”新進展?七種癌症檢測的最高靈敏度達100%

DELFI聯合cfDNA突變檢測

因常規測序分析確定核小體很難,該研究巧妙的利用了cfDNA片段分佈與核小體模式的相關性(即:癌症患者的核小體在cfDNA的轉錄起始位點和末端位置附近的位置、模式可能會發生改變,這種小片段的改變與晚期癌症患者循環腫瘤DNA的富集相關),有望通過DELFI檢測腫瘤組織來源。

DELFI只需要少量的全基因組序列,就能夠從微量的cfDNA中分析出數十到數百種腫瘤特異性改變,使得癌症檢出靈敏度較之前的方法更高;將DELFI與cfDNA基因突變檢測相結合,能夠進一步提高檢測靈敏度。

未來,通過臨床特徵、甲基化變化和其他診斷方法進一步改善DELFI,有望廣泛的用於癌症患者的篩查和治療。

科普小知識

cfDNA和ctDNA都是腫瘤的生物標誌物,它們存在於血液中,通過液體活檢技術對它們進行檢測和分析,對腫瘤的早期診斷、監測、預後以及個性化用藥具有重要意義。那麼,兩者有什麼區別和聯繫呢?

循環遊離DNA(cfDNA):是存在於人體血液循環中的、遊離於細胞外的高度片段化的DNA。主要來源於細胞凋亡過程中產生的“DNA階梯”式的片段化核酸,以及細胞的正常或異常(腫瘤細胞)裂解。

循環腫瘤DNA(ctDNA):則是攜帶腫瘤特有突變的那一部分cfDNA。主要來源於腫瘤體細胞的凋亡或壞死,以及腫瘤細胞的異常分泌。

縮略詞

cfDNA:cell-freeDNA 遊離DNA

ctDNA:circulatingtumour DNA 循環腫瘤DNA

參考文獻

[1] Stephen Cristiano, Alessandro Leal, Jillian Phallen, et al. Genome-widecell-free DNA fragmentation in patients with cancer. Nature. 2019; 570: 385–389.

[2] de Fraipont F, Gazzeri S, Cho WC, et al. Circular RNAs and RNA Splice Variantsas Biomarkers for Prognosis and Therapeutic Response in the Liquid Biopsies ofLung Cancer Patients. Front Genet 2019; 10. 390.

[3] DmitriySmolensky, Kusum Rathore,MariaCekanova. Molecular targets in urothelial cancer: detection,treatment, and animal models of bladder cancer. Drug DesDevel Ther. 2016; 10: 3305–3322.

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