世界肺癌日 | 高通量PCR肿瘤诊断解决方案助力多癌肿精准检测

结合高通量PCR技术优势，普济生物针对不同肿瘤早筛重点关注的热点基因，设计特异性引物探针，开发了一套可对多癌种进行多基因甲基化水平联合检测方案——高通量PCR肿瘤早筛/辅助诊断解决方案。该方案在实际合作科研项目临床验证中，展现了优秀的检测性能，LOD可低至0.1%，能够更早检测到甲基化突变，更早提示疾病风险。同时，通过对多基因、单基因、少基因甲基化敏感性、特异性的验证，我们发现多基因联检性能好于单基因/少基因联检，普济生物多基因联合检测方案可以更好地助力多癌种精准检测。

由于DNA甲基化具有组织特异性，具有将检测的范围扩大到等多个癌种的潜力。也就是说，当在血液中检测到多个甲基化模式改变信号时，可通过算法进行组织溯源，从而实现多癌种早期检测。基于甲基化此项特点，普济生物研发出针对肺癌、结直肠癌、消化系统肿瘤、呼吸系统肿瘤的检测试剂盒，以服务于临床患者。

世界肺癌日

每年11月为“全球肺癌关注月”，11月17日为“国际肺癌日”，今年肺癌日的主题为“重视肺癌早筛，规范肺癌诊疗”。这是世界肺癌联盟在2001年11月发起的一项全球性倡议，目的是呼吁世界各国重视肺癌的预防，提高人们的防癌、抗癌意识，普及肺癌的规范化诊疗知识，从而有效地降低肺癌的发病率和死亡率。

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#关于肺癌，你应该了解这些#

提到肺癌，人们总是对它心生畏惧。自1985年以来，肺癌不仅是中国、也是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤[1]，每年因肺癌死亡的人数多于乳腺癌、前列腺癌和肠癌死亡人数的总和。

根据2022年2月，国家癌症中心发布的最新中国肺癌数据报告数据显示，2016年新诊断为肺癌的人数为82.8万人，死亡人数为65.7万（由于全国肿瘤登记中心的数据一般会滞后数年，此次报告发布数据为2016年登记资料），占癌症死亡总数的23.8%。这也意味着每天有超过2260人被确诊为肺癌，位居国内恶性肿瘤发病率首位，是我国名副其实的“第一癌症”[2]，肺癌已然成为一个严重的公共健康问题。

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#癌症早期筛查是降低病死率的关键一步#

近些年来，癌症诊疗手段更新迭代，从手术、放疗、化疗“三板斧”时代逐渐过渡到精准治疗及MDT多学科诊疗的时代，不断突破既有生存期限。但根据国家癌症中心最新数据，每年因癌症死亡的人数高达三百万[3]，癌症仍是影响人类健康的主要杀手之一。居高不下的病死率不仅是因为癌症发病率每年不断攀升，更主要的是发现不及时。

因为早期肺癌的症状相当隐蔽。与普通咳嗽、气喘、肩痛相似，没有特殊的感觉，很容易被忽视，加上常规体检的B超、CT也很难发现早期肺癌，所以一旦症状严重，就医时多数已到了中晚期，有超过一半的肺癌患者在首次确诊时已处于晚期阶段（III-IV期），早期（I期）比例平均只有不到20%[4]。早期诊断出癌症可以大大提高生存期，以结直肠癌为例，I期患者5年存活率高达90%，而IV期患者仅为10%。所以早发现早治疗才是提高带瘤生存期，降低病死率的有效举措。如何能够更早地发现癌症成为一个重要命题。

早期发现是提高肺癌治愈率的关键，早期的肺癌筛查更显重要。找到一种精准、有效、依从性高的早期检测手段是降低病死率的有效途径。肿瘤DNA甲基化模式变化因其广泛存在、产生时间较早及组织可溯源性成为优秀的血液肿瘤早期检测标志物。

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#液体活检，从体液中搜寻肿瘤信号#

传统影像学筛查技术往往只能发现较大肿瘤，此时已经错过最佳治疗时机；国际推荐的肺癌高危人群筛查手段低剂量螺旋CT（LDCT）确实可以降低死亡率[5]，但同时也发现了更多的肺内微小结节，无法分辨良恶性，造成过度治疗；而内镜筛查侵入性较强，患者依从性较差。诸如AFP、CEA等肿瘤标志物的检测在临床中应用广泛，但普遍存在灵敏度、特异性不足等问题。

因此，找寻一种精准、有效、依从性高的早期筛查手段是降低患者首诊分期的必要条件，也是把握最佳治疗期提升患者整体生存的有效手段。液体活检正是一种可以满足上述条件的新途径。

肿瘤细胞同正常细胞一样会经历“生老病死”，肺癌细胞中的各种物质可能释放到体液（脑脊液、尿液、唾液、肺泡灌洗液等）中，尤其是血液。比如肺癌细胞的DNA随着血液循环而流动，这也就是我们所说的循环肿瘤 DNA（circulating tumor DNA, ctDNA）。捕获血液中的 ctDNA 可以帮助我们解读癌细胞的状况，搜寻肿瘤的踪迹。当前，通过血液进行的液体活检可以分析包括突变、拷贝数变异、基因融合、DNA甲基化等多种基因特征[6]，其中突变及DNA甲基化研究较为广泛。

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#DNA甲基化是当前最有潜力的早期检测技术#

目前检测ctDNA的方法通常是基于对循环游离DNA（circulating cell-free DNA, cfDNA）中的体细胞突变进行测序，因为在肺癌发生发展过程中少不了基因突变的参与，这对于有用药指导意义的突变非常有价值。然而，早期肺癌中突变的数量极其有限。大型前瞻性队列研究TRACERx表明，携带1cm³肿瘤的早期患者cfDNA突变丰度在0.008%左右[7]，而cfDNA突变检测的检测限一般仅达到0.1%。与此同时，肿瘤组织还存在异质性，这也降低了检测cfDNA中特定体细胞单核苷酸突变的敏感性，从而稀释了在循环中可检测的信号。可以说肺癌的早期检出对检测敏感度提出了极高的要求，好比大海捞针。

除了诸如突变等遗传学因素，以甲基化为代表的表观遗传学过程也参与了肺癌发生发展过程。DNA甲基化模式的改变也是癌症中最容易量化和最具特征的表观遗传改变。

首先，DNA甲基化作为表观遗传重要的一种表现形式，在人类基因组中广泛存在，大约有2800万个CpG位点，其中70%在正常体细胞中被甲基化[8]，负责调控各项生命活动。当发生癌症等变化时，机体会产生全域低甲基化，而局部特定区域甲基化水平大幅提高，导致染色体的不稳定以及一些重要调节基因功能转录抑制。而且DNA 甲基化在更大的基因组区域内是一致的，因此可以使用多个 CpG 二核苷酸而非单个碱基的变化进行检测，这就为后续的检测提供了丰富的信号分子。

其次，DNA甲基化模式的改变在癌症发生发展过程中是早于突变出现的。一项对肺腺癌发生发展进程的研究表明，在肿瘤发生过程中，当外界刺激发生后，诸如原癌基因或抑癌基因等特定基因CpG岛已经产生了甲基化模式变化，而不断积累刺激直至产生癌前病变时突变才发生[9]。这充分说明原癌基因与抑癌基因的甲基化特征，是肿瘤发生早期甚至是癌前期就存在的基因印迹。

通过数据挖掘，我们可以找到合适的DNA甲基化位点以甄别良性与恶性的病变，用于肿瘤的早期筛查和辅助诊断。例如当前在二代测序平台（NGS）及荧光PCR平台（qPCR）上针对肺癌早期检测已经开发出包含RASSF1A，SHOX2等多种基因在内的检测模型，但由于技术平台的固有局限，这些方法在实际使用过程中会出现样本消耗量过大或检测靶点不足的情况，严重影响推广使用。而既往研究表明，多基因多靶点检测可以大大提高检测性能[10]。

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#普济生物助力多癌种精准检测#

结合高通量PCR技术优势，普济生物针对不同肿瘤早筛重点关注的热点基因，设计特异性引物探针，开发了一套可对高发癌种进行多基因甲基化水平联合检测方案——高通量PCR肿瘤早筛/辅助诊断解决方案。

该方案在实际合作科研项目临床验证中，展现了优秀的检测性能，LOD可低至0.1%，能够更早检测到甲基化突变，更早提示疾病风险。同时，通过对多基因、单基因、少基因甲基化敏感性、特异性的验证，我们发现多基因联检性能好于单基因/少基因联检，普济生物多基因联合检测方案可以更好地助力多癌种精准检测。

由于DNA甲基化具有组织特异性[11]，具有将检测的范围扩大到等多个癌种的潜力。也就是说，当在血液中检测到多个甲基化模式改变信号时，可通过算法进行组织溯源，从而实现多癌种早期检测。基于甲基化此项特点，普济生物研发出多种针对肺癌、结直肠癌、消化系统肿瘤、呼吸系统肿瘤的检测试剂盒，以服务于临床患者。

此外，普济生物的肿瘤分子诊断产品在临床方面具有卓越的性能，通过覆盖多个肺癌相关靶点，其能够提供近乎NGS的靶点突变信息通量，同时保持与qPCR相仿的检测速度。在dPCR高灵敏度的检测基础之上加以改进，产品能够通过一管血检测出多基因上百个甲基化位点。平台兼容多种样本类型，临床应用范围更广，可简便、快速、经济地实现原本需要复杂设备才能完成的临床应用。

结合高通量PCR技术，普济生物针对不同组织肿瘤和不同发展阶段肿瘤开发了可同时检测多种特异性生物标志物的分子诊断产品，可以为临床提供肺癌早期筛查、临床辅助诊断、靶向用药伴随诊断到预后动态监测等多个不同应用方向的分子诊断支持。

我们希望通过对高通量PCR的不断研究探索，推进肿瘤早筛查、早诊断、早治疗，降低肿瘤发病率和死亡率。以靶向精准诊疗改善患者预后，为各级临床医务人员提供专业的医学建议，从而进一步提高肿瘤的诊疗水平。