北京大学团队发布肝癌无创早期诊断新技术

北京大学生命科学学院生物动态光学成像中心与首都医科大学附属北京世纪坛医院暨北京大学第9临床医学院肝胆胰外科合作，研发了1种肝癌的无创早期诊断新技术——甲基化CpG短串联扩增与测序（MCTA-Seq）。

该技术通过对患者血浆游离DNA中异常高甲基化CpG岛进行全面测序分析，实现对肝癌的早期诊断，是癌症诊断方法上的1个突破。研究结果在线发表于10月30日的《细胞研究》（CellResearch）上。

DNA甲基化是指DNA的胞嘧啶（C）被加上1个甲基而构成甲基胞嘧啶的表观遗传修饰，主要产生于CpG2核苷酸。CpG2核苷酸高度聚集于被称为CpG岛的基因组区域，这些区域主要位于基因转录起始处，具有重要的转录调控功能。CpG岛在正常细胞中大多处于去甲基化状态，但在肿瘤细胞中，大量CpG岛会产生异常高甲基化。CpG岛异常高甲基化不但与肿瘤的产生发展密切相干，而且也是1种非常有前程的肿瘤标志物。

坏死的癌细胞会将DNA释放到血液中成为循环游离DNA，能否通过检测血液中携带异常高甲基化CpG岛的游离DNA而初期发现癌症呢？虽然早在上世纪910年代就有学者开始这类尝试，但研究工作1直进展缓慢。其中，1个关键的瓶颈是缺少能够同时检测大量CpG岛的高通量技术。初期肿瘤释放到外周血中的游离DNA极其微量且呈高度片断化，目前已有的DNA甲基化组检测技术灵敏度均较低，没法满足对其进行高通量检测的要求。

MCTA-Seq技术奇妙地突破了这1瓶颈。通过选择性扩增甲基化CpG短串连CGCGCGG序列和随落后行高通量测序分析，MCTA-Seq可以在1个反应中同时检测到近9千个CpG岛；检测下限可低至1~2个细胞的基因组DNA。

肝癌是全球病发率最高的恶性肿瘤之1，死亡率居第3位。由于慢性乙型肝炎病毒感染者众多，肝癌的病发率在我国1直居高不下。目前，血清甲胎蛋白（AFP）是临床上最常常使用的肝癌早筛标记物，但有约40%的假阴性率，因此迫切需要研发新的肝癌早筛生物标记物。

研究者采取MCTA-Seq技术共分析了151份临床样本，包括57份癌与癌旁组织样本和94份来自肝细胞癌患者、肝硬化患者及正常个体的血浆样本。在肝癌组织中，他们发现有近9百个CpG岛产生了异常高甲基化。而在小肝癌（≤3cm）患者血浆样本中，则鉴定出近4百个甲基化水平显著增高的CpG岛；进1步提高挑选标准后，取得了410多个表现比较好的血浆CpG岛标记物。有趣的是，他们发现肝癌患者血浆CpG岛标记物可以分为两类，其中1类部分直接来自肝癌组织，而另外一类则由肝癌组织与非癌肝组织共同释放。在小肝癌（≤3cm）患者的血浆中，后1类标记物上升的水平乃至超过了前1类。手术切除肿瘤后，两类标记物均显著降落，表明它们都与肿瘤密切相干。后1组新型血浆CpG岛标记物的发现展现了MCTA-Seq技术无偏见挑选的优势。

通过联合两类血浆CpG岛标记物，北京大学团队发布肝癌无创早期诊断新技术，MCTA-Seq技术诊断肝细胞癌的灵敏度为94%，特异度为89%。尤其重要的是，MCTA-Seq成功地对本研究中全部15例AFP显现假阴性的肝细胞癌患者做出了正确的诊断。

鉴于大多数类型的肿瘤都会产生CpG岛异常高甲基化，MCTA-Seq技术还有望用于其它类型癌症的无创性初期筛查。另外，由于不同类型的肿瘤有独特的甲基化图谱，MCTA-Seq同时还具有辨认肿瘤组织来源的潜力。MCTA-Seq的3步建库反应在1个PCR管中便可完成，仅需浅度测序，是1种简便、经济和具有广阔利用前景的游离DNA测序新技术，北京大学团队发布肝癌无创早期诊断新技术。

北京大学生命科学学院生物动态光学成像中心的文路博士、博士研究生李静宜、刘晓萌和北京大学医学部的硕士研究生郭化虎是这篇论文的并列第1作者。本中心的汤富酬研究员、黄岩谊研究员和北京世纪坛医院肝胆胰外科的彭吉润教授是该论文的共同通讯作者。汤富酬研究员和黄岩谊研究员同时是北京大学清华生命科学联合中心的研究员。该项研究得到了国家自然科学基金的支持。