刘思瑶 , 王贵齐
国家癌症中心/国家肿瘤临床医学研究中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院
目的:恶性肿瘤已经成为引发我国居民死亡重要原因之一,由于上消化癌症早期常无明显的症状和体征,因此良好的早期筛查方法是降低食管癌和胃癌死亡率的最佳方法。内镜检查是目前诊断食管癌和胃癌的金标准,但因其侵入性、成本高昂和不便,但患者早检依从性仍然较差;此外,我国胃癌风险人群估计超过3亿人,目前的胃镜检查量恐怕无法适应大规模人群筛查的需求。液体活检作为体外诊断的重要分支,具有快速便捷且侵入性小的优点。多组学研究方法,包括基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等,旨在系统性地分析生物体内各类生物分子及其相互作用。多组学方法在液体活检中的应用,有助于揭示食管癌和胃癌的早期发病机制,提高早期筛查和检出的准确性。本文主要就基于多组学检测的预测模型在食管癌和胃癌的早期筛查和诊断方面的发现发展进行综述,并对未来两种癌症诊疗新格局进行展望。
方法:综述回顾了2012~2022年发表在PubMed、Embase、中国知网、万方数据知识服务平台及中华医学期刊上以“胃癌”、“食管癌”、“预测模型”、“癌症筛查”等为关键字的文献,综合论述了多组学研究方法、基因组学、基于miRNA检测的转录组学、蛋白组学以及多组学联合检测预测模型在食管癌和胃癌的早期病变筛查中的研究进展。
结果:
1、通过结合多种生物标志物的联合检测,或多种方法的整合,例如蛋白质-DNA突变或RNA表达和基因组改变作为早期癌症的生物标志物,可以显著提高液体活检诊断的检测灵敏度(Cohen et al., 2017 , Cohen et al., 2018)。
2、近年的研究表明,cfDNA甲基化是早期癌症检测最具有应用前景的生物标记物之一。数千种甲基化变化可以联合检测以克服低丰度的检测极限,从中获得的组织来源信息可以高置信度地定位癌症起源(Siejka-Zielinska et al., 2021);Qiao等人证明了cfDNA甲基化模式可以将食管癌患者与健康个体和良性食管疾病区分开,并具有较高的敏感性和特异性(Qiao et al., 2021)。在泛癌筛查方面,THUNDER多癌种早检研究(Gao et al., 2023)和循环游离基因组图谱(Liu et al., 2018 , Liu et al., 2020 , Klein et al., 2021)均在特异度、灵敏度和组织溯源准确性方面具有较为优势的表现。但其在单一癌种——食管癌和胃癌中的研究仍较为有限。
3、在基于miRNA检测的转录组学的上消化癌症早筛模型构建方面,以So等人(So et al., 2021)发现并验证了一种胃癌特异性的12-miRNA组合检测表现最为良好。该模型以曲线下面积0.849,总体灵敏度87.0%,特异性68.4%的表现,显示出其优于现有的基于血液的生物标志物检测。
4、在蛋白质组学方面,血清单一的蛋白肿瘤标志物灵敏度及特异度均不高,常常在肿瘤进展到一定阶段才发生指标升高,且在部分良性病变中也同样会发现相似的变化,通过血清肿瘤标志物的单独升高无法提示肿瘤来源,因此无法作为临床常规筛查手段推广,需要联合多个蛋白检测以提高筛查的灵敏度。
5、当前的多组学研究揭示了食管癌(Wei et al., 2015)和胃癌(Mun et al., 2019 , Cancer Genome Atlas Research, 2014)的不同分子亚型,或可对于全面了解患者分层及个性化靶向治疗提供可能(Heo et al., 2021)。但在多组学联合检测以进行食管癌及胃癌单一癌种筛查方面,研究仍是一个空缺,亟待填补。
结论:尽管基于多组学检测的预测模型在食管癌和胃癌的早筛、早诊方面取得了显著进展,但仍面临一些挑战,如预测模型的泛化能力可能受限于研究样本的代表性和多样性,如不同种族间存在甲基化特征差异,在中国人群中cfDNA的甲基化检测能否应用于单一癌种及泛癌种的早期检出、组织溯源的准确性还需要进一步的临床研究验证。为了克服这些挑战,未来的研究可以通过收集更大规模和多样化的数据样本,以及联合多组学数据(如基因组学、转录组学和蛋白质组学数据)进行预测模型构建以改进预测性能。相信随着多组学技术的不断发展和优化,液体活检有望成为食管癌和胃癌的早期筛查中胃镜检查之前进行风险分层的高效辅助方式。