北京协和团队发现肝癌检测的甲基化液体活检方法

近日，发表在《Science Translational Medicine》上的文章“Simultaneous analysis of mutations and methylations in circulating cell-free DNA for hepatocellular carcinoma detection”，报道了一项由北京协和医院研究团队开发的新技术——Mutation Capsule Plus (MCP) 技术，该技术允许对来自肝细胞癌患者的单个 cfDNA 样本进行突变和甲基化变化的平行分析，包括同时检测遗传和表观遗传改变以及甲基化标记的全基因组发现。

研究背景

肝细胞癌 (HCC) 是全球第五大常见癌症和第三大致命癌症。晚期肝细胞癌的 5 年生存率仅为 12%，因为可用疗法的疗效有限。治愈这种疾病有效的方法是在早期发现它，以便及时通过手术切除肿瘤。因此，需要一种在手术可切除阶段以高精度检测肝细胞癌的有效筛查方法。

先前，已有多项研究证实了使用液体活检进行突变检测的可行性。然而，由于采样问题，检测低产量 cfDNA 中的低频突变可能很困难。

新技术

为了解决这个问题，研究人员开发了 Mutation Capsule Plus (MCP) 技术，支持突变和甲基化变化的并行分析（MCP 分析）以及通过 CpG 串联靶扩增从头发现甲基化标记。MCP 技术还可以在不牺牲灵敏度的情况下对单个 cfDNA 样本进行多重测试，这在将 cfDNA 样本拆分为多个反应时可能会发生。研究人员将 MCP 技术应用于发现、训练和验证用于检测 HCC 的液体活检分析。这种全面的分析方法允许比较基于 cfDNA 的生物标志物，揭示用于 HCC 检测的甲基化和突变生物标志物的互补模式。

利用这项技术，研究人员对来自 30 例肝细胞癌 (HCC) 病例和 30 例非 HCC 对照的 cfDNA 样本进行了甲基化标记物的从头筛选。在 60 个 HCC 和 60 个非 HCC 病例的训练队列中，进一步平行分析富含 HCC cfDNA 的甲基化标记物和一组突变，从而产生 HCC 检测模型。研究人员在包含 58 例 HCC 和 198 例非 HCC 病例的独立回顾性队列中验证了该模型，获得了 90% 的敏感性和 94% 的特异性。此外，研究人员将该模型应用于 311 名肝脏超声检查和血清 AFP 浓度正常的无症状乙型肝炎病毒携带者的前瞻性队列。该模型检测了队列中 5 个 HCC 病例中的 4 个，显示出 80% 的敏感性和 94% 的特异性。

这些发现表明，MCP 技术具有发现和验证用于癌症无创检测的多组学生物标志物的潜力。该研究还提供了一个综合数据库，其中包含大量 HCC 病例和高危非 HCC 个体的 cfDNA 的遗传和表观遗传改变。

研究意义

总之，研究人员开发了一种支持对单个 cfDNA 样本进行多重测试的技术，用于发现或分析与突变并行的甲基化变化。与目前使用的其他检测方法或单独评估甲基化或突变标记物相比，MCP 技术能够帮助开发具有强大性能的 HCC 液体活检检测方法。该技术和策略，包括新甲基化标记物的鉴定以及突变和甲基化的组合分析，可用于开发其他肿瘤类型的液体活检分析。由于多重测试功能，一项研究中的前 MCP 文库可用于未来的研究，以分析其他肿瘤类型或多种肿瘤类型的不同生物标志物组。