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科研动态

【科研动态】王鹏远主任医师团队在肿瘤液体活检技术中获进展

来源:普通外科 浏览次数: 发布时间:2022-07-27
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  7月,北大医院普通外科王鹏远主任医师团队在生物医学权威期刊《eLife》(影响因子8.14)上发表文章《Cancer type classification using plasmacell-free RNAs derived from humanand microbes》,报道了细胞外RNA(cfRNA)在多种癌症早期诊断中的应用和前景。北大医院王鹏远主任医师、清华大学鲁志教授、南昌大学徐振江教授为论文责任作者,北大医院陈善稳住院医师、清华大学金云帆博士、王思琦博士、邢少贞博士为共同第一作者。研究得到院内交叉基金和首都卫生发展研究基金的支持。

  传统的肿瘤液体活检技术标志物包括循环肿瘤细胞(CTC)、细胞外DNA(cfDNA)及其甲基化、细胞外 RNA(cfRNA)、外泌体蛋白等。cfRNA作为癌症标志物的报道数量有限,主要受检测技术、分析能力的限制。但cfRNA具备其他生物标志物所缺乏的几个优点:1. 敏感性和功能性: RNA可以通过细胞外排机制,如外泌体,更主动地进入细胞之外的环境中, 因此,基于cfRNA的生物标志物不仅在癌症早期就有很多信号出现在病人血浆中,而且可以提供更多的功能学信息。2. 组织特异性: 很多RNA(包括人源和微生物源的)的表达是有组织特异性的,因此,不同肿瘤中特异RNA表达谱的改变可以反映在血浆中。3. 低成本: 针对癌症信号的有效的cfRNA 测序相对于cfDNA及其甲基化测序来说成本要低很多,对早筛早诊的普及更有利。

  为此,王鹏远主任医师团队与清华大学鲁志教授、南昌大学徐振江教授团队合作,研究了肠蹿搁狈础作为肿瘤标记物的检测意义。

  研究发现,利用人类血浆中小 RNA(miRNA) 之外的更长更微量的cfRNA(包括 mRNA、 lncRNA、 circRNA 等), 通过生物信息学分析和机器学习模型的整合,可以很好地诊断常见的五大癌症(结肠癌、胃癌、肝癌、食道癌、肺癌),AUC达到0.91(尤其是肝癌可以达到0.95以上)。值得一提的是,本研究特别强调了该方法对于早期癌症的灵敏性(65%以上的病例属于早期肿瘤),即使在所有早期病例队列里,诊断AUC仍可以达到0.9,揭示了cfRNA 在癌症早期诊断中的价值。另外,在人源cfRNA基础上,如果结合微生物来源的cfRNA,还可以更加准确地区分癌症组织类型。

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研究方法学路线

  除了人类来源的转录本,人类血浆中一部分细胞外核酸来源于微生物(约占cfRNA文库 的10%),而且与癌症类型有一定的相关性。论文中,作者研究了我国常见5个癌种及健康人血浆样本,证明了人类来源的cfRNA可以很好地发现早期的癌症。同时,发现特定的人类和微生物来源的转录组与特定癌种相关,将两类指标结合在一起对五种常见肿瘤的区分度达到了60-80%。

  综上,此项研究表明将人源性和微生物源肠蹿搁狈础结合不仅可以用于早期癌症诊断,还可以区分肿瘤的起源部位。

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  cfRNA在泛癌谱具有很好的诊断能力,通过随机森林等机器学习模型预测,综合AUC达0.91 (尤其是肝癌的AUC高于0.95),并且在早期癌症中的表现仍然稳定不降低。

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  综上所述,本研究发现了血浆中人源和微生物源的肠蹿搁狈础具有临床相关性,可用作诊断癌症及判断肿瘤来源类型的生物标记物,具有很好的临床应用前景。

  (普通外科)

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