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利用血浆 cfDNA 甲基化标志物检测胃癌：一项病例对照研究的最新发现

04月20日

整理：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

2025年10月，Journal of Gastroenterology and Hepatology杂志发表了一篇多中心前瞻性研究，该研究系统评估了血浆细胞游离DNA（cfDNA）甲基化在胃癌检测与预后评估中的应用价值^[1]。研究构建的6-DMR甲基化诊断模型在独立测试队列中的AUC高达0.988，显著优于传统血清肿瘤标志物，并在早期胃癌中保持高敏感性。同时建立的11-DMR预后评分亦能有效区分高、低风险患者。该研究为cfDNA甲基化在胃癌无创早筛及预后判断中的临床转化奠定了坚实基础。【肿瘤资讯】整理如下，以飨读者。

研究背景

胃癌是威胁人类健康的主要恶性肿瘤之一。目前胃癌筛查主要依赖内镜检查和血清肿瘤标志物^［2］。内镜活检是诊断胃癌的金标准，但其检查方式具有侵入性且费用较高，不适合作为大规模人群的常规筛查工具。传统血清标志物如CEA、CA19-9和AFP在早期胃癌中的敏感性和特异性低^［3］。近年快速发展的“液体活检”为肿瘤早筛和监测提供了新思路。其中多项研究已证实cfDNA在各种肿瘤中的诊断和筛查潜力^［4-5］。

在此背景下，该研究前瞻性纳入多中心人群，结合胃癌组织与配对血浆样本，从全基因组水平系统筛选并验证循环cfDNA甲基化差异区域（differentially methylated regions, DMRs），旨在构建可用于胃癌检测与预后评估的cfDNA 甲基化标志物体系，并评估其在独立人群中的稳定性和可推广性。

研究方法

研究首先对56例胃癌组织和59例癌旁组织进行全基因组重亚硫酸测序（WGBS），筛选出胃癌相关DMRs。随后在 740 份血浆样本（294 例胃癌、446 例非胃癌）中开展靶向甲基化测序，确认与组织一致的179个DMR。在模型构建方面，研究基于训练队列开发了随机森林（RF）、支持向量机（SVM）和逻辑回归（LR）等机器学习模型，并采用10折交叉验证评估其稳定性；之后在来自三家医院的独立测试队列中进行外部验证。为评估预后价值，研究使用 TCGA中230例胃腺癌患者的生存数据，通过 Cox 回归与 LASSO 回归筛选预后相关 DMR，构建 11-DMR 风险评分模型，并在训练与测试队列中验证其区分不同生存风险的能力。

研究结果

该研究共纳入740份血样，其中包括294例胃癌患者与446例非胃癌对照，整体研究流程与样本来源见图1。

图 1. 研究流程图。NAT：癌旁正常组织；GC：胃癌；DMR：差异甲基化区域；NGC：非胃癌；SVM：支持向量机；AUC：曲线下面积。

通过对56例胃癌组织与59例邻近正常组织（NATs）进行全基因组重亚硫酸测序，研究共识别出630个DMRs，这些DMR靠近的基因主要参与钙信号、神经活性配体-受体互作、cAMP 信号通路等肿瘤生物学关键网络。在血浆水平，对294例胃癌与446例对照的cfDNA进行靶向甲基化测序后，共获得179个与组织DMR 完全重叠的区域，这些区域在配对组织—血浆样本中呈显著甲基化一致性。进一步在TCGA数据中分析发现，在这179个DMR 中，119个与相邻基因表达呈显著相关，其中绝大多数高甲基化区域与基因表达呈负相关（图2）。

图 2. 通过针对性亚硫酸氢盐测序鉴定的GC与NAT组织DMRs

基于这些DMR的区域甲基化比例，研究首先构建了随机森林（RF）诊断模型，利用28个DMR在训练队列中可实现0.998的AUC，经特征精简至6个标志物后，AUC仍可达到0.985。除RF外，SVM与Logistic回归模型在相同特征集下也展现出高度一致的诊断性能。值得注意的是，这些甲基化标志物在不同病理亚型、肿瘤位置、分化程度甚至不同分期的胃癌中均保持良好识别能力，包括在早期胃癌（I 期、I–II 期）中的表现亦优于传统血清标志物AFP、CEA和 CA19-9（图3-4）。

图 3. 基于甲基化的GC诊断模型表现

图 4. 血清蛋白标志物与DMR在GC诊断中的表现比较

在预后方面，研究基于TCGA 230例胃腺癌的OS数据构建了甲基化预后模型，并随机分为训练集与测试集。经单因素Cox筛选与LASSO-Cox进一步压缩变量后，最终得到由11个DMR组成的预后特征，并构建多变量Cox模型，计算患者风险评分，其一致性指数C-index为0.78。根据最佳截点将患者分为高危与低危组，在训练集与测试集中均可观察到显著的OS差异，高危组生存时间明显缩短（图5）。这说明 cfDNA 甲基化不仅具有诊断价值，同时具有潜在的预后分层能力。

图 5 . 胃癌预后模型

结论与讨论

该研究从组织和血浆两类样本中系统鉴定了与胃癌相关的DMRs，结果显示DMRs主要富集于启动子区域，并涉及多条癌症相关通路，这与既往对胃癌表观遗传改变的认识一致，提示这些甲基化事件可能参与肿瘤发生的早期阶段。重要的是，作者在血浆cfDNA中验证了179个与组织一致的DMR，说明cfDNA 能稳定反映肿瘤的甲基化特征，支持其作为无创检测材料的可行性。尽管潜力巨大，该研究仍存在局限。首先，样本主要来源于亚洲人群，模型的跨种群适用性仍需验证；其次，未纳入良性或癌前病变患者，因此真实筛查场景中的特异性有待进一步评估；此外，研究以横断面数据为主，缺乏随访样本，限制了对甲基化动态变化的理解。

参考文献

1.Wang Y, Jin L, He W, et al. Plasma cell-free DNA methylation markers for detection and prognosis of gastric cancer: A case-control study. Chin J Cancer Res. 2025;37(5):851-864. doi:10.21147/j.issn.1000-9604.2025.05.14
2.Ma S, Zhou M, Xu Y, et al. Clinical application and detection techniques of liquid biopsy in gastric cancer. Mol Cancer. 2023;22(1):7. doi:10.1186/s12943-023-01715-z
3.Shimada H, Noie T, Ohashi M, Oba K, Takahashi Y. Clinical significance of serum tumor markers for gastric cancer: a systematic review of literature by the Task Force of the Japanese Gastric Cancer Association. Gastric Cancer. 2014;17(1):26-33. doi:10.1007/s10120-013-0259-5
4.Medina JE, Dracopoli NC, Bach PB, et al. Cell-free DNA approaches for cancer early detection and interception. J Immunother Cancer. 2023;11(9):e006013. doi:10.1136/jitc-2022-006013
5.Chung DC, Gray DM 2nd, Singh H, et al. A Cell-free DNA Blood-Based Test for Colorectal Cancer Screening. N Engl J Med. 2024;390(11):973-983. doi:10.1056/NEJMoa2304714

审批编号：CN-181667 有效期：2027-4-3

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责任编辑：肿瘤资讯-Skye
排版编辑：肿瘤资讯-Alex