在人體某個(gè)角落，一小團(tuán)細(xì)胞悄然聚集，逐漸發(fā)展為腫瘤，卻尚未引起疼痛或可見癥狀。直到數(shù)月甚至數(shù)年后，初現(xiàn)的癥狀才可能引發(fā)醫(yī)生注意，開啟轉(zhuǎn)診與診斷流程。此時(shí)，治療的時(shí)機(jī)與效果往往取決于癌癥在體內(nèi)潛伏的時(shí)間和擴(kuò)散程度。

但實(shí)際上，在這些可見癥狀出現(xiàn)之前，疾病早已悄悄留下了痕跡——細(xì)胞死亡或腫瘤異常表達(dá)過程中釋放的RNA碎片，已悄然流入血液中。如今，斯坦福大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種名為 RARE-seq 的新型血液檢測(cè)方法，有望將癌癥的“發(fā)現(xiàn)時(shí)刻”大大提前。

這項(xiàng)研究近日發(fā)表于《Nature》期刊，RARE-seq（全稱為 Random priming and Affinity capture of cell-free RNA fragments for Enrichment analysis by sequencing）是一種用于檢測(cè)血液中游離RNA（cell-free RNA, cfRNA）的超高敏感度技術(shù)，其檢測(cè)靈敏度是傳統(tǒng)測(cè)序方法的50倍左右。

比ctDNA更靈敏，捕捉早期信號(hào)

目前常見的“液體活檢”多通過檢測(cè)循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）來識(shí)別癌癥。然而，與DNA相比，RNA可以提供更全面的基因表達(dá)信息。cfRNA源自于血液中因細(xì)胞凋亡或活躍分泌釋放的RNA片段，其變化反映了體內(nèi)組織的功能狀態(tài)。

但由于大多數(shù)游離RNA來自血液系統(tǒng)本身的造血細(xì)胞，真正來自腫瘤的RNA信號(hào)往往被“背景噪音”掩蓋。為此，RARE-seq在整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程中進(jìn)行了優(yōu)化，包括改良RNA提取方式、去除DNA污染、增強(qiáng)低輸入樣本下的cDNA合成效率等。

研究團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了一套特異性捕獲探針，靶向4,737個(gè)在健康人血漿中極低或不存在表達(dá)的“稀有基因”，以及50個(gè)“管家基因”，用以監(jiān)測(cè)疾病特異性RNA。再通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型，過濾掉血小板殘留RNA所帶來的表達(dá)噪聲。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人鼓舞

本項(xiàng)研究分析了來自369名受試者、共437份血漿樣本，覆蓋從健康人群、良性疾病到不同分期的癌癥患者。RARE-seq在檢測(cè)非小細(xì)胞肺癌方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)：

• 在139名確診肺癌患者中，檢測(cè)出陽(yáng)性信號(hào)101例；
• 分期檢測(cè)率分別為：I期30%，II期63%，III期67%，IV期83%；
• 相比之下，常規(guī)ctDNA分析未能檢測(cè)出的癌癥病例中，有34%被RARE-seq成功識(shí)別；
• 同時(shí)，RARE-seq還能識(shí)別28%的肺腺癌患者體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)基因突變（如EGFR、KRAS、RET等），對(duì)照組中也僅有1%檢測(cè)到。

此外，RARE-seq還能追蹤腫瘤轉(zhuǎn)化過程和耐藥機(jī)制：例如，有患者在接受EGFR靶向治療后出現(xiàn)小細(xì)胞轉(zhuǎn)化，其cfRNA特征隨化療反應(yīng)而明顯改變，為個(gè)體化治療提供了有力依據(jù)。

應(yīng)用前景：癌癥之外的廣闊潛力

不僅限于癌癥，RARE-seq還檢測(cè)到了一些非癌癥相關(guān)的信號(hào)。例如，接種mRNA疫苗后可在血液中持續(xù)檢測(cè)到相應(yīng)RNA達(dá)六周之久；吸煙者或肺部疾病患者的血液中，也可識(shí)別出與COVID-19感染、肺損傷、機(jī)械通氣相關(guān)的轉(zhuǎn)錄本。

盡管尚處于初步驗(yàn)證階段，RARE-seq已展現(xiàn)出前所未有的靈敏度和分辨率。這一技術(shù)為通過一次簡(jiǎn)單抽血，即可實(shí)現(xiàn)早期癌癥篩查、腫瘤基因分型和治療監(jiān)測(cè)提供了可能。

未來，這項(xiàng)方法還需在更大規(guī)模的早期癌癥臨床試驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證，并建立更豐富的cfRNA參考數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)更廣泛的臨床應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

Monica C. Nesselbush et al, An ultrasensitive method for detection of cell-free RNA,?Nature?(2025).?DOI: 10.1038/s41586-025-08834-1

Trine B. Rounge et al, Highly sensitive method captures rare RNAs in blood to search for disease,?Nature?(2025).?DOI: 10.1038/d41586-025-01127-7

編輯：王洪

排版：李麗