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基于DNA甲基化生物标志物的多种肺癌鉴别诊断方法

05月22日

整理：肿瘤资讯

来源：肿瘤资讯

区分肺内转移（IPM）与独立原发肺癌（SPLC）对多发性肺癌（MLC）的分期和治疗至关重要，但当前缺乏诊断金标准。一项近期发表的研究利用DNA甲基化测序和随机森林模型，开发出基于31个甲基化标志物的DNA甲基化（DM）方法用于区分肺内转移与独立原发肺癌。结果显示，该方法能显著区分患者预后（p<0.05），预测疾病进展或死亡的能力优于现有标准，提示其在多发性肺癌鉴别诊断中具有良好的应用潜力。

研究背景

肺癌是全球最致命的恶性肿瘤之一，医疗负担沉重。低剂量计算机断层扫描（LDCT）筛查普及后，大量可疑肺结节被发现，部分术后确诊为MLC。这类患者的关键诊断难点在于区分SPLC与IPM。TNM分期中，SPLC取各病灶最高分期，IPM依位置分为T3（同叶）或T4（异叶）。分期直接影响治疗与预后：可切除的II/III期非小细胞肺癌（NSCLC）患者可从辅助化疗获益，但I期（尤其IA期）获益尚不明确。因此，精准区分SPLC与IPM，可避免治疗不足或过度。

目前常用方法包括传统病理标准（Melamed-Martini标准、综合组织学评估标准）和综合分子评估（CMA）方法，但均缺乏金标准，准确率不理想，结果常不一致。DNA甲基化是重要的表观遗传修饰，在肿瘤早期诊断与预后预测中具有独特价值。本研究采用全基因组甲基化捕获测序（Methylome-seq），探索基于DNA甲基化标志物区分IPM与SPLC的可行性，并初步观察DNMT3B的表达差异。

研究方法

研究纳入43例MLC和7例PBM患者（2014‑2022年手术），排除异时性MLC。7例MLC术中见胸膜转移，同时切除原发灶及胸膜结节；所有PBM切除脑转移灶。MLC标本中，微浸润性腺癌（MIA）和原位腺癌（AIS）定义为惰性病变，浸润性腺癌和鳞癌为浸润性病变。通过Melamed‑Martini（MM）标准依病灶性质、表型、肺外转移、淋巴结转移及位置判为MM‑SPLC或MM‑IPM。按照综合组织学评估（CHA）标准，双盲评估，依惰性、病理类型、亚型及间质一致性判为CHA‑SPLC或CHA‑IPM。采用Kaplan‑Meier法评估2年无进展生存期（PFS）。

研究结果

患者与标本特征

对43例MLC和7例PBM行Methylome-seq，随机分为训练集（26例/40样本）和验证集（24例/43样本）。临床病理特征见图1。

图1 研究流程概览

无监督聚类划分训练集

对训练集（含侵入性肺病变及参考样本PBM、惰性肺病变）行K‑均值聚类，分为两簇（图2a‑b）。PBM（IPM代表）与惰性肺病变（SPLC代表）分属不同簇（图2c）。簇1与直径更大、肺外转移更多、2年进展/死亡率更高相关（Fisher检验，p均<0.05，图2d‑f）。至少一标本属簇1者为DM‑IPM（如P04），其余为DM‑SPLC（如P01）。DM‑IPM的2年PFS低于DM‑SPLC（33.3% vs. 89.5%，p<0.05），中位随访24个月，删失率42.9%（图3a‑b）。

图2 无监督聚类分析（k-均值聚类）在训练集中识别出两个具有不同表观遗传、临床病理及预后特征的样本簇

图3 基于样本聚类结果，训练集中的MLC患者可分为两种预后不同的亚型

31个标志物

筛选出31个检测区域（涉及A1BG等基因），模型袋外错误率2.5%，有效区分两簇（图4a‑b）。

图4 检测区域的选择及随机森林模型的建立

验证集验证

验证集中，随机森林将全部惰性肺病变归簇2、PBM归簇1（图5a）。簇1同样与更大直径、肺外转移、高进展/死亡率相关（p<0.01，图5c‑e）。患者分为DM‑IPM（如P31）和DM‑SPLC（如P34）（图6a）。DM‑IPM的2年PFS低于DM‑SPLC（40% vs. 100%，p<0.05），中位随访24个月，删失率40.9%（图6b）。

图5 随机森林模型将验证集中的样本分为两个具有不同表观遗传、临床、病理及预后特征的簇

图6 基于样本聚类结果，验证集中的MLC患者可分为两种预后不同的亚型

DM方法优于其他方法

与MM标准、CHA标准、CMA方法比较，仅DM方法显著区分IPM与SPLC的2年PFS（图6c‑d）。24个月时间依赖性ROC：DM方法（AUC=0.769，p<0.05）优于MM标准（AUC=0.659）和CHA标准（AUC=0.697）（图6e）。

结论

本研究首次将DNA甲基化检测用于区分IPM与SPLC。基于31个甲基化标志物建立的DM方法可将MLC患者分为DM‑IPM与DM‑SPLC，两组2年无进展生存期差异显著（p<0.05），且DM‑IPM中DNMT3B表达升高。DM方法的预后预测能力优于现有标准（MM、CHA、CMA），但需前瞻性研究的验证。

参考文献

Xu K, Tan B, Liang R, et al. DNA methylation biomarkers-based method for the differential diagnosis of multiple lung cancers. Lung Cancer. 2026 Jun;216:109415. doi: 10.1016/j.lungcan.2026.109415. Epub 2026 Apr 15. PMID: 42001696.

审批编号：CN-184175 有效期2026-8-14

声明：本材料由阿斯利康提供，仅供医疗卫生专业人士进行医学科学交流，不用于推广目的。

责任编辑：肿瘤资讯-Yuno
排版编辑：肿瘤资讯-李鑫