1 肝癌早期诊断进展
根据笔者中心数据,小肝癌(直径≤5 cm)接受根治性手术切除术后5年生存率约为80%。因此,早期诊断是影响肝癌患者长期生存关键因素。肝癌经典血清学诊断标记物甲胎蛋白(AFP)已在临床应用多年,但其灵敏度和特异度均不尽如人意,对AFP阴性肝癌诊断价值有限。新型标记物如甲胎蛋白异质体3(AFP-L3)、异常凝血酶原(DCP/PIVKA-Ⅱ)、高尔基体蛋白73(GP73)、骨桥蛋白等也可作为AFP诊断肝癌的有效补充。近年来,循环微小核糖核酸(miRNA)、循环肿瘤DNA(ctDNA)、循环肿瘤细胞(CTC)等液体活检新技术的涌现使得肝癌的早期诊断水平再上一个台阶,临床应用潜力巨大。
肿瘤患者外周血含有源自肿瘤及其微环境的miRNA,在肿瘤早期即显著改变。笔者团队建立了7 种肝癌相关miRNA集合的肝癌诊断模型,可以准确诊断早期肝癌(灵敏度82.5%,特异度83.5%)。基于此研发的肝癌早期诊断试剂盒,已完成多中心临床验证,获得原国家食品药品和药品监督管理局注册许可。
ctDNA携带有肿瘤来源的特异性基因组变异特征,可用于肝癌早诊的研究和临床应用。而利用靶向深度测序进行ctDNA检测,可克服肿瘤异质性,灵敏度高,发现潜在药物靶点。肿瘤的表观遗传特征具有变异丰富、早期即改变、器官特异等特点。将表观遗传特征和ctDNA检测相结合,可实现对极早期肿瘤的精确诊断,还可用于术后微小残留病灶(MRD)监测和预后评估等,极具应用潜力。中山大学徐瑞华团队发现肝癌肿瘤的DNA甲基化谱和对应的血浆ctDNA高度匹配,基于此构建的肝癌早诊预测模型具有较高的诊断敏感度和特异度。笔者团队与海军军医大学东方肝胆外科医院王红阳院士团队合作,将外周血5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)检测技术引入肝癌早期诊断领域,这一技术在高危人群中早期检测肝癌表现优异。我国“泰州队列”近期公布的大规模外周血ctDNA甲基化研究数据显示,这一技术是对包括肝癌在内的泛癌种进行无创早筛早诊的有效手段。上述新技术必将极大提升肝癌早诊的现状。
CTC由肿瘤脱落入血,在疾病早期即可出现播散。CTC在人体中的含量极其稀有,且表型具有较强的异质性。近年来,笔者团队在CTC检测技术研发和优化方面也做了大量探索。联合阴性富集和qRT-PCR的CTC检测技术可对高复杂背景干扰下的CTC进行高特异和高灵敏度鉴定,能同时完成多基因检测,大样本临床研究结果证实这一技术可用于肝癌的早期诊断和术后转移复发预测。为克服传统CTC检测设备检测耗时长、下游分析难度大、需人工判读图像等局限性,团队进一步开发了基于CTC阴性富集的自动分离染色系统ChimeraX-i120,同时将基于人工智能的CTC图像识别系统和完整的下游单细胞分子分析流程整合集成于本系统。该系统可实现泛癌种CTC的有效检测和诊断,通过单细胞测序分析单个CTC的基因组信息还能辅助临床恶性肿瘤的鉴别诊断。
近期由浙江大学团队完成的一项研究还发现可以利用微生物特征进行肝癌的诊断,借助人工智能筛选,在肠道微生物中找到了30个最佳的区分早期肝癌和健康人的微生物标记物,并且在不同地区的患者样本中得到验证。另一项研究联合微生物基因组测序和机器学习模型,最终通过检测血液中游离的微生物DNA,实现癌症和无癌样本的鉴别。