近日,中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)完成了一項(xiàng)國際多中心研究。通過研究表觀基因組中鮮為人知的“暗物質(zhì)”——CpG匱乏區(qū)的甲基化,開發(fā)了一項(xiàng)能準(zhǔn)確識(shí)別早期結(jié)直腸癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的新型分子標(biāo)志物組合MePEC。論文發(fā)表于腫瘤學(xué)國際權(quán)威期刊——Journal of the National Cancer Institute(美國國家癌癥研究所雜志, IF=11.8),期刊配以同期社論文章。
論文題目為“DNA Methylation Profile in CpG-depleted Regions Uncovers a High-risk Subtype of Early-stage Colorectal Cancer”(基于CpG匱乏區(qū)甲基化圖譜的早期結(jié)腸直腸癌復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)分型)。中山六院汪建平教授、美國Fred Hutchinson癌癥研究中心的William M. Grady教授以及中山六院駱衍新主任醫(yī)師為論文的通訊作者和共同高級作者,中山六院禹匯川副研究員為論文的第一作者。
圖 JNCI在線發(fā)表
結(jié)直腸癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一。其中約40%的患者表現(xiàn)為早期結(jié)直腸癌(I期或II期),這部分患者大多可通過根治性手術(shù)獲得臨床治愈,但仍有20-25%的患者因腫瘤復(fù)發(fā)而死亡,識(shí)別這部分患者并給予手術(shù)后的輔助化療至關(guān)重要。目前,這部分患者的識(shí)別主要依賴于臨床-病理風(fēng)險(xiǎn)因素,包括腸道梗阻、腫瘤穿孔、淋巴結(jié)清掃數(shù)量、腫瘤分化、脈管癌栓、神經(jīng)束浸潤、微衛(wèi)星穩(wěn)定狀態(tài)等。
MePEC分型可以精確地評估早期結(jié)直腸癌的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。以“風(fēng)險(xiǎn)比”為評估標(biāo)準(zhǔn),數(shù)值接近3,即MePEC分型高的腸癌患者復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)升高3倍。研究發(fā)現(xiàn),MePEC-H患者具有更高的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn),這一研究成果將改善目前的臨床-病理風(fēng)險(xiǎn)分層系統(tǒng),并為早期結(jié)直腸癌的治療決策提供幫助。
美國紀(jì)念斯隆凱特琳癌癥中心的Paul Romesser教授為論文撰寫了同期社論:這項(xiàng)研究開發(fā)的MePEC分型,可以在臨床實(shí)踐中以具有成本效益的方式廣泛應(yīng)用;MePEC可對早期結(jié)直腸癌的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類,目前已經(jīng)在不同人群組成的國際多中心隊(duì)列中進(jìn)行了驗(yàn)證,值得稱頌。研究的另一項(xiàng)貢獻(xiàn)是,開發(fā)并應(yīng)用了新型甲基化檢測方法,克服了以前甲基化研究的技術(shù)局限性,大大促進(jìn)了未來腫瘤甲基化標(biāo)志物的研究。
圖 JNCI配發(fā)同期社論
研究團(tuán)隊(duì)在國家973計(jì)劃項(xiàng)目和中山六院人才項(xiàng)目的資助下,堅(jiān)持面向人民生命健康、面向世界科技前沿,不斷向結(jié)直腸癌精準(zhǔn)診療和表觀基因組“無人區(qū)”進(jìn)軍。從捕獲表觀基因組中“暗物質(zhì)”的腫瘤標(biāo)志物價(jià)值開始,到自主研發(fā)QASM技術(shù)解決檢測難題,再到國內(nèi)外多個(gè)著名醫(yī)療中心的應(yīng)用和驗(yàn)證,總共歷時(shí)7年。
圖 MePEC研發(fā)時(shí)間線
值得一提的是,這項(xiàng)新型標(biāo)志物的檢測采用的是團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的第三代甲基化特異性PCR技術(shù)——QASM(Clinical Chemistry 2019, IF=12.1),可以在單堿基分辨率下實(shí)現(xiàn)CpG位點(diǎn)的甲基化檢測,解決了基因組CpG匱乏區(qū)甲基化PCR定量的難題,入選檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)國際頂級期刊Clinical Chemistry年度最高閱讀量論文(2019年)和全國高價(jià)值專利項(xiàng)目(2021年)。
研究團(tuán)隊(duì)分別構(gòu)建了腫瘤和復(fù)發(fā)特異的DNA甲基化圖譜,發(fā)現(xiàn)在腫瘤篩查和診斷中表現(xiàn)優(yōu)異的甲基化特征與在腫瘤復(fù)發(fā)預(yù)測中表現(xiàn)優(yōu)異的甲基化特征存在巨大差異,CpG匱乏區(qū)域的甲基化特征比CpG富集區(qū)域能更有效地預(yù)測復(fù)發(fā),這些發(fā)現(xiàn)改變了既往對于腫瘤標(biāo)志物的認(rèn)知。
圖 與結(jié)直腸癌復(fù)發(fā)相關(guān)的CpG匱乏區(qū)域的DNA甲基化譜
基于這些發(fā)現(xiàn),團(tuán)隊(duì)采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法構(gòu)建了MePEC分型,然后使用QASM技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速、靈活和經(jīng)濟(jì)的檢測,最后由中國(中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院、中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院、中山大學(xué)腫瘤防治中心、南方醫(yī)院、中國人民解放軍海軍軍醫(yī)大學(xué)等)、美國(華盛頓大學(xué)和梅奧醫(yī)學(xué)中心等)、加拿大(多倫多大學(xué)等)和澳大利亞(墨爾本大學(xué))等多國學(xué)者合力完成應(yīng)用和驗(yàn)證,在早期結(jié)直腸癌患者中實(shí)現(xiàn)高復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)確預(yù)測。
圖 MePEC分型的開發(fā)與應(yīng)用
MePEC分型可用于區(qū)分不同復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的早期結(jié)直腸癌患者,識(shí)別出可受益于輔助治療和密切隨訪的患者,為早期結(jié)直腸癌患者的診療決策提供有價(jià)值的信息,同時(shí)還在目前結(jié)直腸癌分子分型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了更加精準(zhǔn)的細(xì)分。
(通訊員: 簡文楊、唐小雨)
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