郭宏骞团队：MERCURY片段组学前列腺癌早筛模型AUC达到0.915

前列腺癌是全球男性第二高发的恶性肿瘤，在癌症相关死亡中位列第五【1】。前列腺特异性抗原（ PSA ）检测是其目前的主要筛查手段，但特异性不足，尤其当 PSA 处于“灰区”时诊断准确性有限【2】。

南京大学医学院附属鼓楼医院郭宏骞教授团队 牵头 的 DECIPHER-PRAD 研究，相关成果近日以： 为题发表在Cell Communication and Signaling【3】。该研究将MERCURYcfDNA片段组学技术应用于前列腺癌早筛，成功构建片段组学模型，以及融合PSA水平的综合模型，AUC突破0.915，有望为前列腺癌筛查提供一种高精度非侵入性补充检测方法。

本研究共纳入 379 例参与者，其中训练队列包含 106 例前列腺癌患者和 114 例非癌高风险人群，独立验证队列包含 83 例前列腺癌患者和 76 例非癌高风险人群。采集外周血血浆 cfDNA 进行低深度全基因组（ WGS ）测序，提取拷贝数变异（ CNV ）、片段大小覆盖度（ FSC ）两种片段组学特征，通过机器学习算法依次构建片段组学模型，以及融合片段组学评分与 PSA 水平的综合模型。

基于 CNV 、 FSC 构建的片段组学模型在训练队列与验证队列中均展现了对前列腺癌与非癌样本优异的区分能力。为进一步减少假阳性，研究将模型在 PSA ≥ 4 ng/mL 人群中达到 98% 特异性时的数值设定为阈值。在此阈值下，模型在训练队列中区分癌与非癌的 AUC 达 0.933 ，特异性 95.6% ，敏感性 66.0% ；在验证队列中 AUC 为 0.887 ，敏感性 57.8% ，特异性 92.1% ，且无论 PSA 水平如何，癌症样本评分均高于非癌样本 。

临床上 PSA 筛查的特异性较低，难以有效区分 PSA 4 – 10 ng/mL 灰区人群中的癌与非癌。在训练队列中，约有 52% 的 PSA 4 – 10 ng/mL 人群实际为非癌，其预测评分均低于阈值，能进一步被模型正确识别，模型在灰区人群中鉴别癌与非癌的 AUC 达 0.947 ，显著优于 PSA 的 0.652 ；在验证队列中，模型对于灰区样本的检测性能依然优异， AUC 达 0.865 ，优于 PSA 的 0.759 ，可帮助减少不必要的前列腺穿刺，降低出血等并发症，节约医疗资源。

研究基于机器学习算法构建了整合 PSA 水平、 FSC 评分和 CNV 评分的综合模型，该模型的预测性能进一步提升，在训练队列和验证队列中 AUC 分别达 0.948 和 0.915 ，其中训练队列中敏感性和特异性为 68.3% 和 98.1% ，验证队列中敏感性和特异性达 67.1% 和 93.2% 。癌症样本的整合评分显著高于非癌样本，且评分随分期升高而递增 。

基于 MERCURY cfDNA 片段组学技术的 DECIPHER 系列早筛研究，涵盖泛癌种以及多个单癌种，已在国际高水平期刊发表 20 多篇 SCI 论文，影响因子超 350 分。本次 DECIPHER-PRAD 研究则首次验证了其在前列腺癌早筛中的优异性能，尤其在 PSA 灰区人群中（ 4-10 ng/mL ）表现突出，临床价值显著。研究通过整合片段组学与 PSA 构建综合模型，进一步提升检测的准确性，不仅为 cfDNA 片段组学技术弥补现有肿瘤筛查局限提供了有力证据，也为前列腺癌的精准筛查与分层管理提供了新策略。

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1186/s12964-025-02522-3

制版人：十一

参考文献

1. Culp MB, Soerjomataram I, Efstathiou JA, Bray F, Jemal A. Recent global patterns in prostate cancer incidence and mortality rates.European urology. 2020;77(1):38-52.

2. Merriel SW, Pocock L, Gilbert E, Creavin S, Walter FM, Spencer A, et al. Systematic review and meta-analysis of the diagnostic accuracy of prostate-specific antigen (PSA) for the detection of prostate cancer in symptomatic patients.BMC medicine.2022;20(1):54.

3. Zhang S, Zhu G, Xu L, Zhang Q, Qiu X, Bao H, Wu M, et al. DECIPHER-PRAD: an advanced fragmentomics -based cell-free DNA assay for prostate cancer early detection.CellCommunSignal. 2025 Nov 29. doi : 10.1186/s12964-025-02522-3.

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