早筛网讯：近日，中国医学科学院的研究团队表明，对cfDNA中的突变和DNA甲基化模式进行分析可以检测出肝细胞癌（HCC）病例。相关文章以“Simultaneous analysis of mutations and methylations in circulating cell-free DNA for hepatocellular carcinoma detection”为题在线发表于《Science Translational Medicine》上。“我们开发的Mutation Capsule Plus（MCP）技术，支持突变和甲基化变化的平行分析（MCP profiling），以及通过CpG串联靶点扩增从头发现甲基化标志物，”文章的共同高级作者和共同通讯作者中国医学科学院肿瘤医院研究人员焦宇辰教授、赵宏教授、曲春枫教授及其同事写道。DOI: 10.1126/scitranslmed.abp8704
Fig. 1. Analysis of MCP performance in the detection of mutation and methylation.
Fig. 2. The performance of multiple tests in one pre-MCP library.
最初，研究人员使用一种被称为“CpG串联靶向扩增（CpG tandem target amplification，CTTA）”的甲基化检测和分析方法，在从30名HCC患者（实验组）和30名非HCC患者（对照组）的血浆样本中的cfDNA生成的pre-MCP库中找到有效信息甲基化标记。Fig. 3. Performance of the HCC detection model.随后，研究团队通过将这种甲基化线索与在60名HCC患者和60名非HCC患者的样本中用MCP发现的DNA突变模式相结合，建立了一种基于MCP的HCC检测算法。该算法基于10个有效信息甲基化标记和少数蛋白质编码或启动子区域的序列，性能优于单独基于甲基化或突变的生物标记。研究人员在该训练队列中对该模型的性能进行测试后，将其应用于另外58名HCC患者和198名非HCC患者，结果显示，该模型表现出约90%的敏感性和94%的特异性。当研究人员将该模型应用于从300多个无症状乙肝病毒（HBV）感染者处收集得来的样本时，结果显示，该方法能够以80%的灵敏度和94%的特异性发现HCC病例。在该HBV队列中，cfDNA策略在五个已知HCC病例中发现了四个病例。
Table 1. Performance of the HCC detection model in the prospective cohort.
“MCP技术保留并放大了单个pre-MCP库中的突变和甲基化变化信息，支持了不同下游应用的多种测试，包括以前未被识别的甲基化生物标志物的全基因组筛选，以及突变和甲基化变化的平行分析，”论文作者解释道，“多重测试功能能够保证灵敏度，因为pre-MCP库的MCP分析与原始cfDNA样本的直接分析相当。”Fig. 4. Comparison between mutation and methylation fractions in the same cfDNA sample.更广泛而言，MCP方法使得系统地统计ctDNA中容易出现的DNA甲基化和突变转变成为可能，包括单个碱基突变、插入和缺失，以及其他更复杂的突变类型。“以上发现表明，MCP技术在发现和验证用于无创癌症检测的多组学生物标志物方面具有很大的潜力，”作者说道，“全面的分析方法可以对基于cfDNA的生物标志物进行比较，从而揭示了甲基化和突变等生物标志物对于HCC检测的互补模式。”实际上，基于cfDNA策略进行肝癌检测已非首次。例如，在日前发表于《Cancer Discovery 》杂志上的一项研究中，来自约翰·霍普金斯大学的研究团队便描述了一种cfDNA片段组和机器学习方法“DELFI”，其可以根据血浆样本中的cfDNA片段组模式对HCC风险进行分类，能够提高肝癌的早期检测率，且有助于监测患有病毒性肝炎、肝硬化、非酒精性脂肪肝以及其他有肝脏疾病风险的人群（详情请点击查看）。基于cfDNA的液体活检方式进行癌症检测的研究成果接连发表于顶级期刊，可见该策略有着十分广阔的应用前景，相信未来将会有更多基于cfDNA策略的无创癌症检测的好消息，让我们静候佳音。
