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小细胞肺癌(SCLC)约占所有肺癌的10~15%,且恶性程度高、转移扩散较早,大多数SCLC患者确诊时已有转移(1)。SCLC患者初期对铂类化疗药很敏感,但也较易泛起耐药,固然一部分患者能够受益于化疗和免疫疗法的“联袂抗敌”,但且生存期超过1~2年的患者极少(2),仍需寻找指导临床决议计划的生物标志物(3)。
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近年来研究根据不同主要转录因子的表达将SCLC分为四个亚型,不同亚型呈转录组学差异性表现,且跟着治疗泛起动态变化(4, 5)。然而,上述的转录亚型与患者预后相关性尚不清晰。为解决这个题目,科研人员们将目光瞄向了近年火热的液体活检,而在SCLC发展过程中作用重要的DNA甲基化就可以成为目标(6)。
近日,来自英国曼彻斯特大学的Caroline Dive、Dominic G. Rothwell和来自美国纪念斯隆-凯特琳癌症中央的Charles M. Rudin带领的团队,就研发了一套无创性、敏捷且应用范围广泛的检测全基因组DNA甲基化的流程,通过检测患者外周血游离DNA(cfDNA)甲基化情况,指导SCLC分期、分型鉴定以及疾病监控,研究发表在了Nature Cancer上。
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那么,这项有望进行临床转化的技术手段是怎么来的,又将如何应用呢?
研究职员首先在二代测序(NGS)的基础上,构建了T7-MBD-seq测序方法。利用此方法对97例SCLC患者来源肿瘤组织异体移植组织(PDX)或轮回肿瘤细胞来源移植组织(CDX)和13例健康肺组织进行测序。
测序结果显示,CDX/PDX和健康肺组织的甲基化模式存在显著的不同,且这一方法所测结果与利用Illumina平台对原发肿瘤和健康肺组织测序结果相一致,提示了T7-MBD-seq测序方法的可靠性(图1)。
图1. T7-MBD-seq与Illumina平台对不同SCLC肿瘤组织和正常肺组织甲基化测序结果一致
研究职员进一步利用此方法,对78例SCLC患者和79例非肿瘤来源的cfDNA进行测序。结果发现,此方法可对1.83-34.4 ng的cfDNA进行测序,且甲基化富集分数与50 ng CDX/PDX样本相近(图2左)。同时,统一患者来源CDX和cfDNA的测序结果也显示,甲基化模式高度一致(图2右)。以上结果提示,应用T7-MBD-seq测序方法检测cfDNA甲基化,并将其作为SCLC患者的诊断标志物,具有可靠的发展前景。
图5. cfDNA甲基化分数低的患者,则总生存期长
考虑到SCLC分子分型对SCLC患者的治疗、预后具有重要意义,研究职员又对模型进行了一系列练习,并检测了cfDNA甲基化与分型的相关性。结果显示,根据相应的cfDNA甲基化检测情况,有助于正确区分患者属于ASCL1、NEUROD1型仍是双阴性分型(图6)。