Question

癌症早筛 Ⅲ

Answer 1

上两期我们讨论了癌症早筛目前的技术进展及终极解决方式，泛癌早筛，即一次检测数十中癌症，如果技术成功，将可能是人类战胜癌症的终极武器。听起来很激动吧，那么这一期我们讨论下目前早筛技术的瓶颈，给大家泼点冷水。

首先我们来了解下对癌症早筛检测手段的评估，主要是两个关键性指标：灵敏度（sensitivity）和特异性（specificity）。灵敏度是指在整体检测人群中正确识别阳性患者的比例，而特异性表征的是正确识别阴性患者的能力，即检测认为的阳性患者中真正阳性患者的比例。如果没有癌症的患者被检测认为是癌症阳性患者，这些患者即为假阳性患者。

液体活检癌症早筛技术目前面临ctDNA含量低、测序噪音高、器官溯源难这三大瓶颈。

1)癌症早期ctDNA浓度很低。ctDNA甲基化是相对理想的早筛标志物，与ctDNA碱基突变相比，ctDNA异常甲基化更能说明癌症的存在。而且ctDNA甲基化不仅可以增加肿瘤早期筛查的灵敏度，还可以做到肿瘤溯源，是比较理想的早筛标志物。刚才这一段比较的难以理解，我们只要知道，癌症早筛很难捕获到这些丰度极低的基因突变或者甲基化改变的信号，那么结果就是容易导致灵敏度低或假阴性。因此，通过ctDNA进行癌症早筛的瓶颈主要在于对目标ctDNA的高效靶向捕获及富集。

2)从技术层面来讲，“如何降噪”是捕获血液中微弱癌症信号的挑战之一。样本的实验处理和高通量测序带来的错误对数据产生的影响，都会导致检测结果出现误差。检测ctDNA基因突变靶向富集ctDNA时，使用杂交捕获技术可能造成碱基突变，扩增子技术会导致ctDNA模板丢失，这些噪音都会导致检测结果产生误差。如何过滤背景噪音提高信噪比，高效地捕获、富集和检测ctDNA基因突变和甲基化，是提高癌症早筛灵敏性需要解决的问题。除了检测过程中引入的技术噪音，生理来源的噪音也会干扰检测结果。例如，检测ctDNA基因突变时，人体内也存在体细胞“突变”，即使检测到目的基因的突变，也很难认定期真的来自癌细胞。这种体细胞突变引起的“克隆性造血”现象在70岁以上老年人中尤其常见，占比达到10%-20%。

3)器官溯源是泛癌早筛的技术瓶颈。从ctDNA检测到确定肿瘤来自哪个器官，目前这个部分在学术界也是很大的问题。现在主要有两种可能的方法：第一种是通过特定的甲基化图谱鉴别肿瘤的原发器官或组织，GRAIL就是采用甲基化图谱确定癌症患者组织起源的典型代表；其次，通过核小体的片断化图谱的方法也有可能帮助追溯癌症起源。另外，循环蛋白质也能够辅助进行肿瘤组织定位，简单来说，就是科学家在捕捉到ctDNA甲基化这类标志物后，如何定位到具体某个器官发生了肿瘤非常困难，这就直接影响了后续的治疗。虽然知道患者体内有肿瘤组织，但是不知道在哪里，听着就很憋屈。

总之，对于癌症早期微量的ctDNA，从血液中提取、靶向富集到高通量测序，每一步都充满挑战，需要把误差降到最低水平才能有效保证早筛检测所需要的高灵敏度和高特异性。对于泛癌早筛而言，不仅要求检测的高灵敏度和特异性，还需要做到肿瘤溯源，鉴定肿瘤的原发部位。癌症早筛之路任重道远。好了，我们关于癌症早筛的三期讲解就到此结束了，希望对您有所帮助。