近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院腫瘤醫(yī)院研究員王宏志、聶金福、洪波課題組與山西省腫瘤醫(yī)院生物樣本庫(kù)團(tuán)隊(duì)在腫瘤早篩領(lǐng)域取得新進(jìn)展，開(kāi)發(fā)了基于血液循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）甲基化和人工智能識(shí)別技術(shù)的胃癌早期無(wú)創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于《癌癥科學(xué)》。

聶金福向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》介紹，“這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了ctDNA甲基化變化在早期胃癌檢測(cè)中的重要性，為未來(lái)的癌癥早期篩查提供了新的思路和方法。同時(shí)，該研究不僅為胃癌的早期檢測(cè)提供了有力證據(jù)，也為其他癌種的液體活檢研究提供了參考?！?/p>

胃癌是一種發(fā)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(tǒng)的胃癌檢測(cè)多采用胃鏡法，患者要在前一天進(jìn)行清胃處理，檢測(cè)的過(guò)程中還存在一定的創(chuàng)傷，給患者帶來(lái)不愉快的經(jīng)歷。” 聶金福說(shuō)， 現(xiàn)在只需要采一管血，進(jìn)行ctDNA甲基化檢測(cè)，最后利用人工智能計(jì)算出測(cè)試結(jié)果即可。整個(gè)過(guò)程屬于無(wú)創(chuàng)檢測(cè)，更容易被患者接受。

檢測(cè)癌癥的“早期預(yù)警指紋”

DNA甲基化是一種化學(xué)修飾，就像在DNA的某些位置“貼”上了小標(biāo)簽。具體來(lái)說(shuō)，它是在DNA分子中的某些堿基上加了一個(gè)小的甲基基團(tuán)。這些小標(biāo)簽不會(huì)改變DNA的序列，但會(huì)影響DNA的行為，決定某些基因是否要“開(kāi)啟”或“關(guān)閉”。

“這個(gè)過(guò)程在人體正常發(fā)育和細(xì)胞功能中扮演著非常重要的角色。如果甲基化出現(xiàn)問(wèn)題，也就是說(shuō)某些本該沉默的基因被‘打開(kāi)’，而本該工作的基因卻被‘關(guān)掉’，這就可能導(dǎo)致細(xì)胞異常生長(zhǎng)，最終形成腫瘤。”聶金福解釋道，科學(xué)研究已證明，異常甲基化與很多疾病有關(guān)。

值得注意的是，在癌癥發(fā)生的早期，DNA上的標(biāo)簽就會(huì)出現(xiàn)異常變化，給人們身體發(fā)出一些非正常的“信號(hào)”?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，很多癌癥的DNA甲基化標(biāo)簽與正常細(xì)胞甲基化標(biāo)簽不一樣，并且不同的癌癥，DNA甲基化標(biāo)簽也不相同，這些不同點(diǎn)集合在一起就形成了不同癌癥的甲基化“指紋”。

“通過(guò)檢測(cè)并采用 AI 的方法識(shí)別這些‘指紋’，就可以發(fā)現(xiàn)是否有癌癥發(fā)生，確定癌癥的發(fā)生部位是在哪個(gè)器官。而檢測(cè)也不需要做復(fù)雜的手術(shù)或組織活檢，通過(guò)簡(jiǎn)單的血液、尿液、唾液等體液的檢測(cè)即可?！?聶金福說(shuō)。

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

開(kāi)發(fā)檢測(cè)胃癌模型

在此次工作中，研究團(tuán)隊(duì)希望從ctDNA甲基化中識(shí)別出胃癌特異性標(biāo)志物，以促進(jìn)胃癌早期檢測(cè)。

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

通過(guò)多種算法，研究團(tuán)隊(duì)識(shí)別出了胃腫瘤組與非腫瘤組之間的21個(gè)差異甲基化區(qū)域。隨后，使用這21個(gè)差異甲基化區(qū)域，他們?cè)诎l(fā)現(xiàn)集中通過(guò)隨機(jī)森林算法開(kāi)發(fā)了一個(gè)胃癌檢測(cè)模型，并在獨(dú)立的驗(yàn)證集中對(duì)該模型進(jìn)行了驗(yàn)證。

研究結(jié)果顯示，該模型在發(fā)現(xiàn)集中的靈敏度和特異性分別達(dá)到了93.90%和95.15%，在驗(yàn)證集中的靈敏度和特異性分別達(dá)到了88.38%和94.23%。

聶金福說(shuō)，“這些結(jié)果突顯了ctDNA甲基化標(biāo)志物在區(qū)分早期胃癌中的有效性和準(zhǔn)確性?；赾tDNA甲基化的液體活檢技術(shù)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(yù)后生活質(zhì)量?！?/p>

目前，該新技術(shù)已經(jīng)在中國(guó)科學(xué)院合肥腫瘤醫(yī)院進(jìn)行示范應(yīng)用。

聶金福表示，“接下來(lái)，我們將繼續(xù)優(yōu)化檢測(cè)模型，并計(jì)劃在更大規(guī)模的人群中進(jìn)行驗(yàn)證，以確保其廣泛的適用性和可靠性?！?/p>

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/cas.16284

來(lái)源：《癌癥科學(xué)》