北京大學(xué)發(fā)布肝癌無創(chuàng)早期診斷新技術(shù)

（北醫(yī)文）

本刊訊 近日，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物動態(tài)光學(xué)成像中心與首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院肝膽胰外科合作，研發(fā)了一種肝癌的無創(chuàng)早期診斷新技術(shù)——甲基化CpG短串聯(lián)擴(kuò)增與測序（MCTA-Seq）。該技術(shù)通過對患者血漿游離DNA中異常高甲基化CpG島進(jìn)行全面測序分析，實(shí)現(xiàn)對肝癌的早期診斷，是癌癥診斷方法上的一個突破。研究結(jié)果在線發(fā)表于《細(xì)胞研究》上。

肝癌是全球發(fā)病率最高的惡性腫瘤之一，死亡率居第三位。由于慢性乙型肝炎病毒感染者眾多，肝癌的發(fā)病率在我國一直居高不下。目前，血清甲胎蛋白（AFP）是臨床上最常用的肝癌早篩標(biāo)記物，但有約40%的假陰性率，因此迫切需要研發(fā)新的肝癌早篩生物標(biāo)記物。

DNA甲基化是指DNA的胞嘧啶（C）被加上一個甲基而形成甲基胞嘧啶的表觀遺傳修飾，主要發(fā)生于CpG二核苷酸。CpG二核苷酸高度聚集于被稱為CpG島的基因組區(qū)域，這些區(qū)域主要位于基因轉(zhuǎn)錄起始處，具有重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能。CpG島在正常細(xì)胞中大多處于去甲基化狀態(tài)，但在腫瘤細(xì)胞中，大量CpG島會發(fā)生異常高甲基化。CpG島異常高甲基化不僅與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，而且也是一種非常有前途的腫瘤標(biāo)志物。

雖然早在上世紀(jì)九十年代就有相關(guān)研究，但目前已有的DNA甲基化組檢測技術(shù)靈敏度均較低，無法滿足對其進(jìn)行高通量檢測的要求。MCTA-Seq技術(shù)巧妙地突破了這一瓶頸。通過選擇性擴(kuò)增甲基化CpG短串聯(lián)CGCGCGG序列和隨后進(jìn)行高通量測序分析，MCTA-Seq可以在一個反應(yīng)中同時檢測到近九千個CpG島；檢測下限可低至1～2個細(xì)胞的基因組DNA。

▲MCTA-Seq技術(shù)檢測肝細(xì)胞癌的靈敏度

研究者采用MCTA-Seq技術(shù)共分析了151份臨床樣本，包括57份癌與癌旁組織樣本和94份來自肝細(xì)胞癌患者、肝硬化患者及正常個體的血漿樣本。在肝癌組織中，他們發(fā)現(xiàn)有近九百個CpG島發(fā)生了異常高甲基化。而在小肝癌（≤ 3 cm）患者血漿樣本中，則鑒定出近四百個甲基化水平顯著增高的CpG島；進(jìn)一步提高篩選標(biāo)準(zhǔn)后，獲得了四十多個表現(xiàn)最佳的血漿CpG島標(biāo)記物。有趣的是，他們發(fā)現(xiàn)肝癌患者血漿CpG島標(biāo)記物可以分為兩類，其中一類部分直接來自肝癌組織，而另一類則由肝癌組織與非癌肝組織共同釋放。在小肝癌（≤3cm）患者的血漿中，后一類標(biāo)記物上升的水平甚至超過了前一類。手術(shù)切除腫瘤后，兩類標(biāo)記物均顯著下降，表明它們都與腫瘤密切相關(guān)。后一組新型血漿CpG島標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)展示了MCTA-Seq技術(shù)無偏見篩選的優(yōu)勢。

通過聯(lián)合兩類血漿CpG島標(biāo)記物，MCTA-Seq技術(shù)診斷肝細(xì)胞癌的靈敏度為94%，特異度為89%。尤為重要的是，MCTA-Seq成功地對本研究中全部15例AFP呈現(xiàn)假陰性的肝細(xì)胞癌患者做出了正確的診斷。

鑒于大多數(shù)類型的腫瘤都會發(fā)生CpG島異常高甲基化，MCTA-Seq技術(shù)還有望用于其它類型癌癥的無創(chuàng)性早期篩查。另外，由于不同類型的腫瘤有獨(dú)特的甲基化圖譜，MCTA-Seq同時還具有識別腫瘤組織來源的潛力。MCTA-Seq的三步建庫反應(yīng)在一個PCR管中即可完成，僅需淺度測序，是一種簡便、經(jīng)濟(jì)和具有廣闊應(yīng)用前景的游離DNA測序新技術(shù)。

該項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金的支持。