導(dǎo)語

結(jié)直腸癌（colorectal cancer, CRC）是全球第三大發(fā)病率和第二大致死率的癌癥，隨著經(jīng)濟(jì)增長和西方飲食文化的傳入，國內(nèi)CRC的發(fā)病率和致死率呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。大多數(shù)CRC起源于癌前損傷，這期間如果能提早診斷，將給予CRC患者良好的治療機(jī)遇。如今，臨床上常用的CRC檢測方法包括腸鏡、乙狀結(jié)腸鏡等，但這些方法都依賴于患者的依從性和檢測方法的準(zhǔn)確性，且存在較高的漏檢率。

CRC細(xì)胞脫落后，可以隨糞便排出，因此可以使用糞便樣本檢測CRC中的DNA變異。其中糞便免疫組化檢測（FIT）聯(lián)合DNA甲基化，在CRC中的敏感性可以達(dá)到92.3%，在進(jìn)展期腺癌中可以達(dá)到86.6%。2016年4月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了一款基于血液樣本檢測Septin9甲基化的診斷試劑盒，對于CRC早期診斷的敏感性和特異性可以達(dá)到59%和79%。近期，多項(xiàng)研究報道了CRC相關(guān)的DNA甲基化標(biāo)志物，比如糞便樣本中的SDC2甲基化聯(lián)合SEPT9甲基化在CRC的診斷中可以達(dá)到80%的敏感度，在腺癌中的敏感度為57%，因此使用糞便及血液樣本，檢測CRC脫落的甲基化標(biāo)志物，具有巨大的臨床應(yīng)用價值。

科學(xué)問題

盡管已有多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌相關(guān)的DNA甲基化標(biāo)志物，但是它們在CRC早期損傷中的診斷效果不佳，限制了它們在臨床上的應(yīng)用，因此亟需尋找能夠有效診斷CRC和癌前損傷的新型DNA甲基化標(biāo)志物。

研究技術(shù)

DNA甲基化qMSP定量技術(shù)

研究內(nèi)容

本項(xiàng)目圍繞CRC和癌前損傷的DNA甲基化標(biāo)志物進(jìn)行了研究，通過分析TCGA數(shù)據(jù)庫中的CRC甲基化數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了兩個備選的DNA甲基化位點(diǎn)，cg13096360和cg12993163。使用配對的CRC組織和正常組織（n=76）進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)cg13096360和cg12993163在CRC組明顯上調(diào)。使用糞便和血液樣本擴(kuò)大樣本量驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)cg13096360和cg12993163在無癥狀組、進(jìn)展期腺癌組、I&II期結(jié)直腸組、III&IV期結(jié)直腸癌中逐漸上調(diào)。分子標(biāo)志物分析發(fā)現(xiàn)，糞便和血液中的cg13096360和cg12993163甲基化水平及二者聯(lián)合均可作為CRC和癌前損傷的診斷標(biāo)志物。

研究路線圖

研究結(jié)果

1.?cg13096360和cg12993163在CRC中的甲基化水平上調(diào)

作者通過分析TCGA數(shù)據(jù)庫中的CRC甲基化數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了兩個備選的DNA甲基化位點(diǎn)（Fig. 1A，1B），cg13096360（來源于SDC2基因啟動子區(qū)）和cg12993163（來源于SHOX2基因body區(qū)），并使用配對的CRC組織和正常組織（n=76）進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)cg13096360和cg12993163在CRC組明顯上調(diào)（Fig. 1C，1D）。

2.?cg13096360和cg12993163在CRC患者的糞便和血液樣本中上調(diào)

作者共收集了328例糞便樣本，分別來源于162例CRC患者（94例I&II期患者，68例III&IV期患者）、46例進(jìn)展期腺癌（advanced adenoma，AA）患者和120例無癥狀的正常人（no evidence of disease，NED），通過qMSP DNA甲基化定量方法進(jìn)行了驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)cg13096360和cg12993163在NED、AA、I&II期CRC， III&IV期CRC患者中逐漸顯著上調(diào)（Fig. 2A，2B）。

作者另外收集了128例血漿樣本，分別來自于64例CRC患者（37例I&II期患者，27例III&IV期患者）、17例AA患者和47例NED正常人，通過qMSP DNA甲基化定量方法，同時發(fā)現(xiàn)cg13096360和cg12993163在NED、AA、I&II期CRC， III&IV期CRC患者中逐漸顯著上調(diào)（Fig. 2C，2D）。

3.?糞便cg13096360和cg12993163可以作為CRC和癌前診斷的分子標(biāo)志物

將328例糞便樣本按照2:1分為training組和validation組，基于cg13096360和cg12993163的Ct值，繪制ROC曲線，計算線下面積AUC。聯(lián)合cg13096360和cg12993163的AUC值構(gòu)建邏輯診斷模型，發(fā)現(xiàn)糞便樣本中cg13096360、cg12993163及二者聯(lián)合都可以作為CRC和癌前診斷的分子標(biāo)志物（Fig. 3）。

4.?糞便cg13096360和cg12993163的敏感性和特異性

cg13096260、cg12993163和聯(lián)合模型在CRC診斷中的敏感性分別為91.35%、89.5%和93.83%；在早期CRC診斷中的敏感性分別為93.62%、92.55%和96.81%；在AA樣本中的敏感性分別為63.04%、82.6%和71.74%；特異性分別為93.33%、85.83%和92.5%（Fig. 4）。

5.?血液cg13096360和cg12993163可以作為CRC診斷標(biāo)志物液

在64例CRC患者（37例I&II期患者，27例III&IV期患者）、17例AA患者和47例NED正常人中，cg13096360和cg12993163顯示出的診斷價值與糞便樣本中的結(jié)果相同（Fig. 5A – 5D），cg13096260和cg12993163對于CRC的診斷敏感性分別為75%和81.25%，對于早期CRC的診斷敏感性為67.57%和81.08%，對于進(jìn)展期腺癌AA的診斷敏感性為70.59%和76.47%；特異性分別為82.98%和74.47%（Fig. 5E）

文章結(jié)論

通過分析TCGA數(shù)據(jù)庫中的CRC甲基化數(shù)據(jù)，以及臨床組織樣本的驗(yàn)證和大樣本量的糞便及血液樣本的定量，cg13096360和cg12993163甲基化水平可以作為CRC和癌前損傷的無創(chuàng)腸癌基因檢測的新型標(biāo)志物。

參考文獻(xiàn)：

Novel DNA methylation biomarkers in?stool and?blood for?early detection of?colorectal cancer and?precancerous lesions

https://clinicalepigeneticsjournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13148-023-01443-7