文献解读 - 群体测序 - 第二十三期|《一项前瞻性队列研究中膀胱癌的驱动和乘客 DNA 甲基化非侵入诊断和监测》

关键词：群体测序；基因测序；变异检测；

文献简介

• 标题（英文）：Non-invasive diagnosis and surveillance of bladder cancer with driver and passenger DNA methylation in a prospective cohort study

• 标题（中文）：一项前瞻性队列研究中膀胱癌的驱动和乘客 DNA 甲基化非侵入诊断和监测

• 发表期刊：Clinical and Translational Medicine

• 作者单位：武汉大学中南医院等

• 发表年份：2022

• 文章地址：https://doi.org/10.1002/ctm2.1008

最先进的膀胱癌（BLCA）非侵入性诊断程序存在敏感性和特异性低，无法区分高（HG）和低级别（LG）肿瘤以及无法区分肌肉浸润性膀胱癌（MIBC）和非肌肉浸润性膀胱癌（NMIBC）等缺点。该研究调查了 BLCA 整个 DNA 甲基化（DNAm）景观的全面表征，以确定 BLCA 非侵入性诊断的相关生物标志物。

图 1 文献简介

测序流程

从理论上讲，癌症相关的 DMR 可能由四种不同的情况引起：（1）来自癌症克隆祖先的遗传细胞类型特异性 DNAm 标记，即正常细胞（I 型，T1DMR）;（2）肿瘤发生过程中的从头 DNAm 转移（II 型，T2DMR）;（3）来自非癌细胞的遗传细胞类型特异性 DNAm 特征，该细胞不存在于正常组织（III 型，T3DMR），例如免疫细胞;或（4）在非癌细胞类型（IV 型，T4DMR）中伴随肿瘤发生的从头 DNAm 转移，例如重编程的成纤维细胞。然而，在大多数先前的工作中，这些 DMR 亚型在肿瘤特异性 DNA 事件的筛选过程中未分类。因此，在该 DMR 上用 DNAm 推断肿瘤衍生部分受到非肿瘤来源信号的“污染”的限制。检测 BLCA 中“驱动”，致癌（T2DMR）和“乘客”，组织起源特异性（T1DMR）DNAm 事件的策略可以显着提高基于 DNAm 的非侵入性肿瘤检测的特异性。

在膀胱癌 panel 数据分析部分，研究者使用 Sentieon 软件 Haplotyper 模块和 TNseq 模块分别进行胚系突变和体细胞突变检测。

图 2 研究流程图

图 3 Sentieon 的作用

图 4 使用差异甲基化区域对膀胱癌进行分类

Sentieon 软件团队拥有丰富的软件开发及算法优化工程经验，致力于解决生物数据分析中的速度与准确度瓶颈，为来自于分子诊断、药物研发、临床医疗、人群队列、动植物等多个领域的合作伙伴提供高效精准的软件解决方案，共同推动基因技术的发展。 截至 2023 年 3 月份，Sentieon 已经在全球范围内为 1300+用户提供服务，被世界一级影响因子刊物如 NEJM、Cell、Nature 等广泛引用，引用次数超过 700 篇。此外，Sentieon 连续数年摘得了 Precision FDA、Dream Challenges 等多个权威评比的桂冠，在业内获得广泛认可。

文献讨论

图 5 文献讨论

这项研究存在一些局限性。首先，切除样本的病理学评估可能受到肿瘤异质性的限制，从而导致病理评估中 UCAS 和 BLCAS 预测不一致。由于组织局限性，本研究仅对少数样本的配对尿液和组织样本进行了互补分子分类。未来的临床评估应包括对切除组织进行基于 RNA 和免疫组织化学 （IHC） 的分子分类。其次，由于病例数量稀少，尿液 DNAm 特征对其他病理类型膀胱肿瘤（神经内分泌癌、腺癌、肉瘤等）以及其他类型的泌尿系统癌症的预测能力没有进行分析。这种测定是否可以应用于更广泛的泌尿系统癌症值得进一步研究。第三，在复发或转移的观察期间，50%的无进展生存期（PFS）未得到满足。需要更长的随访时间，以进一步证实尿液 DNAm 特征在监测 BLCA 复发和转移方面的表现。第四，由于研究中仅包括来自健康志愿者或通过 TURBT 接受临时诊断或治疗的患者的尿液，因此研究者在最终队列中只有少数 PUMLMP 和良性膀胱疾病患者。这种限制是由于临床研究之前设定的入组标准。研究者预计未来的临床试验将包括更普遍的患者群体，包括微血尿，以测试 EUCAS 检测的一般测试性能。最后，未来应进行致癌性 T2DMR 的全面验证。

总结

综上所述，该研究表征了 BLCA 的 DNAm 标识符，以便准确检测和分类尿液中的 BLCA。该研究结果不仅可能对 BLCA 的非侵入性诊断和监测产生改变实践的影响，而且还意味着类似方法在其他癌症类型中的广泛应用。