编者按：胆胰系统恶性肿瘤均为“癌中之王”，也被称为“沉默的杀手”，因其晚期诊断比例较高。目前，ERCP刷检或活检是胆胰系统恶性肿瘤诊断的金标准，但其灵敏度仍有待提高，亟待寻找更优的胆胰肿瘤诊断方法。中国医学科学院肿瘤医院赵宏教授团队开发了一种在胆汁样本中进行突变和甲基化共检测的分子诊断方法（BileScreen），对胆胰系统恶性肿瘤具有出色的诊断性能。这是首个在较大规模队列中获得验证的用于胆胰恶性肿瘤辅助诊断的胆汁液体活检技术。

 

该研究成果的论文于近日以Article形式发表于柳叶刀子刊eClinicalMedicine（IF：17.033）。论文的第一作者为中国医学科学院肿瘤医院贺舜教授、四川省达州市中心医院曾凡新教授等；中国医学科学院肿瘤医院的赵宏教授、焦宇辰教授、蔡建强教授及王贵齐教授为共同通讯作者。

 

 

 

胰腺和胆道恶性肿瘤包括壶腹周围癌近年来发病率激增。梗阻性黄疸是胆胰肿瘤重要的临床表现之一，然而不少良性的胆道疾病比如胆总管结石或者胆管炎导致的良性狭窄也会出现黄疸症状。由于胆胰恶性肿瘤手术大多需行联合脏器切除，创伤极大，需要术前的明确诊断；而不能手术的患者在化疗、放疗前也需要获得细胞学或者病理证据。目前，临床上最常采用的是经十二指肠逆行胆胰管造影（ERCP），通过影像学改变判断胆管狭窄的良恶性，更重要的是通过胆管刷检、活检或联合内镜超声引导下细针穿刺来获取细胞学，但其灵敏度仅有45%~48%，意味着将有超过50%的恶性患者被漏诊或者因为无明确诊断而无法接受化疗、放疗。CA199也是胆胰恶性肿瘤诊断的重要标志物，敏感性高，但特异性仅为60%左右，相当比例的良性病人也会出现明显升高。因此，亟需开发一种安全的、具有高灵敏度和高特异度的诊断方法来提高胆胰恶性肿瘤诊断率，更好指导临床治疗。

 

二代测序（NGS）是一种可检测遗传学和表观遗传学突变的高灵敏性技术。在胆胰恶性肿瘤相关研究中，已发现一些肿瘤特征性的突变（如KRAS、TP53、SMAD4）和甲基化改变（如CDO1、SEPT9、3-OST-2），一些研究尝试用突变或甲基化来诊断胆胰恶性肿瘤，但因灵敏度或特异度不高，这些研究的临床应用前景并不明朗。本研究中，研究者开发了BileScreen技术，通过胆汁液体活检实现胆胰恶性肿瘤的分子诊断。BileScreen是基于Mutation Capsule的NGS技术，可对同一份标本同时检测突变和甲基化。结果表明，突变联合甲基化检测可以显著提高胆胰恶性肿瘤检测的灵敏度（92%），并且保持了很高的特异度（98%）。在由50例ERCP细胞学无法确诊的患者组成的前瞻性队列中，BileScreen的灵敏度和特异度也分别达到90%和80%，给这类无法明确诊断的患者提供了早确诊、早治疗的可能性。

 

研究团队利用Mutation Capsule技术对训练集104例患者的胆汁DNA进行23个基因的突变和44个基因的甲基化位点的共检测，获得了良恶性胆胰系统疾病的突变和甲基化频谱（图1）。在恶性患者中，突变最频繁的基因是TP53（50%）和KRAS（46%）。研究人员将检到KRAS、TP53等突变的胆汁样本判定为“突变阳性”。在训练集中，突变检测区分良恶性患者的灵敏度为81%，特异度为100%（表1）。在甲基化特征模块中，通过统计学分析方法，研究团队筛选出5个甲基化基因，分别为SOX17、3-OST-2、NXPH1、SEPT9及TERT，能够显著区分良恶性胆胰系统疾病。基于机器学习方法，研究人员将这5个甲基化基因整合为一个甲基化特征指标，其区分良恶性胆胰疾病患者的灵敏度达到88%，特异度为98%。接下来，研究者将突变和甲基化相结合，开发了名为BileScreen的诊断模型。在训练集中，BileScreen区分良性或恶性样本的灵敏度达到94%，特异度为98%。

 

图1.训练集和验证集中胆汁DNA突变和甲基化频谱及患者的临床信息

 

为了进一步验证BileScreen的诊断性能，研究团队将BileScreen应用于另一个独立的105例验证集样本中。结果显示，在验证集中，BileScreen模型表现良好，展现出92%的灵敏度，98%的特异度（表1）。在训练集和验证集的总共209例病人中，BileScreen灵敏度为93%，特异度为98%。

 

表1.BileScreen的性能表现

 

 

研究团队将初诊ERCP不能获得明确病理诊断的50例患者作为测试集，对BileScreen诊断模型能否在测试集中识别癌症进行了研究验证。在此前瞻性对列中，研究人员对患者进行了为期至少1年的随访，以获得最终的良恶性诊断结果。BileScreen能正确预测90%的胆胰系统恶性肿瘤患者和80%的良性患者，阳性预测值（PPV）为95%（图2，表1）。突变区分良恶性患者的灵敏度为75%，特异度为90%；而甲基化的灵敏度、特异度均为80%。

 

图2.测试集中胆汁DNA突变和甲基化频谱及患者的临床信息

 

BileScreen技术是由本研究团队自主开发，并且是首个在较大规模队列中获得验证的用于胆胰恶性肿瘤辅助诊断的胆汁液体活检技术。BileScreen技术的检测效能显著优于既往技术，它通过共检测胆汁中的突变和甲基化，将胆胰恶性肿瘤诊断灵敏度从其他NGS方法的78%~81%提升至92%，特异度更是高达98%。

 

目前，ERCP病理细胞学确诊恶性是诊断胆胰恶性肿瘤的金标准，然而，当ERCP病理细胞学结果为阴性或可疑恶性时，并不能完全排除恶性，ERCP诊断的灵敏度只有45%~48%。ERCP检测的准确性取决于3方面因素：肿瘤处于可取检的范围内，内镜医生成功找到肿瘤部位并完成取检，病理或者细胞学医生能够对微量标本做出准确诊断。因此，ERCP病理细胞学准确性和肿瘤部位以及多个学科医生的经验密切相关，也造成不同级别医院之间的诊断符合率存在显著差异。然而，ERCP操作过程中医生都很容易能收集到胆汁，利用胆汁进行诊断的BileScreen方法不仅显著提高了胆胰肿瘤的诊断准确率，更重要是最大限度的降低了肿瘤部位和人为因素的干扰，最大程度的实现了检测的一致性和可重复性，消除了院际和地区间差异，有助于实现标准化，很有希望成为ERCP辅助诊断的金标准之一。

 

▌原文链接：

 

https://www.thelancet.com/journals/eclinm/article/PIIS2589-5370(22)00465-5/fulltext#:~:text=An%20accurate%20preoperative%20diagnosis%2C%20including%20differentiation%20from%20benign，mutation%20and%20methylation%20changes%20in%20bile%20samples.%20Methods