Methylome-Based血液测试准确地检测到癌症

成功治疗许多癌症早期检测仍是关键,和早期发现通过DNA (cfDNA)循环血液中的游离——所谓的“液体活检”已成为研究焦点。但是使用这种方法来检测癌症的早期肿瘤一直挑战由于低浓度在血液DNA片段和癌症的遗传多样性。

现在,加利福利亚大学洛杉矶分校Jonsson综合癌症中心的研究者和合作组织报告从一个实验癌症检测系统成功的结果,似乎已经克服这些挑战的一部小说,具有成本效益的方式。

他们的工作发表在杂志上自然通讯,强调这种方法提供了超过十二倍成本节约传统方法序列cfDNA methylome,以及计算模型中提取的信息从这个DNA测序来帮助早期发现和诊断。

游离DNA甲基化已被证明是一个最有前途的生物标记物的早期癌症检测。然而,cfDNA畸变的签名来自不同癌症类型,亚型,阶段和病因是异构的,导致甲基化标志物发现挑战适合早期检测。这一点尤其担心当前可用的样本大小相比非常小的多样性疾病和病人人口(年龄,性别,种族,和伴随疾病)。剖析cfDNA methylome可以解决这个挑战,因为它保留了癌症全基因组表观遗传资料异常,从而允许分类模型学习和利用新重要特性随着训练军团的增长,以及扩大范围更多的癌症类型。然而,传统的分析方式游离DNA methylome亚硫酸氢(全基因组测序)对临床使用的成本是高昂的。

cfMethyl-seq,“我们的方法使cfDNA methylome测序临床使用“一个可行的选择,说周向红“茉莉花”,加州大学洛杉矶分校的病理学和实验室医学教授和这项研究的通讯作者。“尽管存在固有的挑战,但我们的研究显示巨大的潜力准确的早期诊断某些癌症从一个血液测试。”

周和他的同事们在加州大学洛杉矶分校实验室专注于精密医学——使用病人的基因组信息开发更个性化,有针对性的治疗,和大个人经历分析复杂的数据从各种平台和模式融入实用方法,可用于临床设置。

在这项研究中,周和合作者把小说的方法测试,看它是否能准确检测四个常见确诊癌症——结肠癌、肝癌、肺癌和胃癌,在早期阶段。

研究人员收集了408名研究参与者的血液样本,应用methylome-based血液测试,可以确定一个范围广泛的标记为不同癌症类型和可能的原因。其中,有217个癌症患者和191个癌症控制对象。加州大学洛杉矶分校医院样本收集或购买的商业实验室实现到跨源验证。研究人员还cross-batch执行验证,与验证,独立研究中验证,防止偏差。

收集和验证措施后,研究人员将数据输入到他们的复杂的计算机模型来衡量它的准确性不仅检测癌症,而且肿瘤的具体位置,称为“起源”的组织。

他们的模型在检测的准确率达到80.7%癌症在所有阶段,约74.5%准确的早期诊断癌症——那些在阶段I或II——略低于98%的特异性。只有一个错误分类正常样本(假阳性)。

tissue-of-origin精度,模型正确识别肿瘤位置平均89.1%的准确性对所有癌症阶段,早期患者的85%。

”早期癌症检测的关键是识别真正的癌症生物标志物,这需要大量的训练样本的异质性癌症和人口,特别是对于pan-cancer检测。我们cfDNA methylome方法允许新标记的包容和现有标记的更好的权重训练军团成长。的确,我们的数据表明,随着训练样本大小的增加,我们的方法的检测能力继续增长,”周说,他是加州大学洛杉矶分校Jonsson综合癌症中心的基因调控计划。“成本效益methylome测序,cfMethyl-seq才能真正促进癌症检测大数据的方法。”

团队目前正在寻求资金对于大型临床试验验证技术,希望把它用于病人受益。

参考:李Stackpole毫升,曾庆红W,年代,et al .成本效益methylome游离DNA的测序准确地检测和定位癌症。Nat Commun。2022;13 (1):5566。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 32995 - 6

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