首页 > 文章详情

【前研速递】Cancer Discovery：基于cfDNA片段化特征的多维度DELFI诊断模型可检测早期肝癌

2022年11月24日

整理：研值圈

来源：研值圈

2021年，约翰霍普金斯大学Kimmel癌症中心的研究人员开发了一种新型人工智能血液检测技术来检测肺癌。随后，在一项针对724人的新研究中，检测到80%以上的肝癌。

这种血液检测称为DELFI（早期拦截的DNA片段评估），可检测流入血液中的癌细胞DNA片段变化。在最近的研究中，使用DELFI技术对从美国、欧盟和中国香港的724个受试者采集的血浆样本进行检测，以训练和验证机器学习模型，并检测肝细胞癌（HCC）。

该研究结果已于2022年11月18日发表在Cancer Discovery上，旨在精确预防，早期检测和拦截癌症。研究人员认为，这是首次在两个高危人群中独立验证的全基因组片段化分析，并跨越了不同种族和族裔群体，这些群体的肝癌病因各不相同。

图片16.png

根据一项全球肝病负担分析 (J. Hepatology,2019)，据估计全球有4亿人因慢性肝病（包括慢性病毒性肝炎或非酒精性脂肪肝）导致的肝硬化而面临更高的HCC风险。

“增加肝癌的早期检测有望挽救更多患者的生命，但目前可用的筛查检测方法未得到充分利用，且在许多其他癌症中也是如此。”与本论文通讯作者、约翰霍普金斯基梅尔癌症中心癌症遗传学和表观遗传学项目的肿瘤学教授、联合主任Victor Velculescu博士表示。

第一作者Zachariah Foda博士补充道，在研究的724份血浆样本中，501份来自美国和欧盟采集，包括75例HCC患者的样本，用于训练和验证机器学习模型，这是一种使用数据和算法来提高准确性的人工智能。为了验证，额外分析了223份来自中国香港患者的血浆样本，包括90例HCC患者、66例乙型肝炎病毒(HBV)患者、35例HBV相关肝硬化患者和32例无潜在风险因素的患者的样本。

DELFI技术使用血液检测，通过研究循环中来自基因组不同区域的无细胞DNA（cfDNA）的大小和数量，来测量DNA在细胞核内的包装方式。健康细胞将DNA包装成一个组织严密的“行李箱”，其中基因组的不同区域被小心地放置在不同的隔间中。相比之下，癌细胞的细胞核就像更杂乱无章的“行李箱”，来自整个基因组中的东西被随意地“扔”进去。当癌细胞死亡时，它们会以一种混乱的方式将DNA片段释放到血液中。

DELFI通过检查数百万cfDNA片段的异常模式，包括不同基因组区域中DNA的大小和数量，来确定癌症的存在。且研究人员表示，DELFI只需要低覆盖率的测序，因此这种技术在筛查环境中具有成本效益。

在最新的研究中，研究人员对从血浆样本中分离出的cfDNA片段进行了测试，这项测试以前被证明可准确地对肺癌进行分类。他们分析了每个样本的碎片化模式，以得出DELFI分数。

患有病毒性肝炎或肝硬化的非癌症患者得分较低（中位DELFI评分分别为0.078和0.080），但美国/欧盟样本中，75例HCC患者的得分平均高出5~10倍。在所有癌症阶段中都观察到高分，包括早期疾病（0期DELFI评分=0.46，A期=0.61，B期=0.83，C期=0.92）。此外，该测试还检测到了肝癌基因组的内容和包装的碎片化变化，包括与肝脏特异性活性相关的基因组区域。

DELFI技术可在早期阶段检测到肝癌，总体灵敏度（或准确检测癌症的能力）为88%，特异性为98%，这意味着在中等风险人群中，几乎从未错误地提供假阳性结果。在HCC高危人群的样本中，该检测的灵敏度为85%，特异性为80%。

“目前，由于可及性和检测性能欠佳，只有不到20%的高危人群接受了肝癌筛查。与现有的标准血液检测方法相比，这项新的血液检测技术可以使检测出的肝癌病例数增加一倍，并提高早期癌症检测率。”该研究的共同资深作者Kim博士补充道。

研究人员还表示，计划将在更大的临床研究中验证这种方法。

参考文献

[1]https://jishu.medpeer.cn/show/news_information/engDetailPage?information_id=zx7394071647602&cate_id=
[2]Zachariah H. Foda; Akshaya V. Annapragada; Kavya Boyapati; et al; Detecting liver cancer using cell-free DNA fragmentomes;Cancer Discovery; DOI 10.1158/2159-8290.cd-22-0659.

责任编辑：Mathilda
排版编辑：Mathilda

研值圈Sci Value Hub—为医疗创新贡献价值