两种相似度极高的血液基因检测标志物，各有什么区别及应用？

作者：闵

这段时间我们介绍了DNA甲基化的种种应用，学习了这项检测在早期筛查、术后复发监控以及疗效评估等方面的现状与进展（点击阅读）。

有些爱研究的病友可能会发现血液、基因检测、复发监控这些关键词似乎与当下另一项极热门的检测项目——MRD很相似。那么这两项检测之间到底有何异同，咱们就通过今天这篇文章做个对比。

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DNA甲基化与MRD检测的检测样本对比

DNA甲基化的常用样本在前文中已经详细介绍过（点击阅读），出于最初早期筛查的需要而选择血液样本。随着更多甲基化标志物被发现，这项检测也被用于除肠癌以外的其他癌种，如膀胱癌、乳腺癌等等。根据相应癌种的特点，甲基化检测偶尔也会使用诸如粪便、尿液等样本。尽管如此，血液仍是DNA甲基化最常使用的样本类型。

MRD微残留检测作为当下肿瘤领域最热门的检测项目，已经广为人知了。病友们应该都很清楚它采用血液作为主要样本，取样方便为后续跟踪提供便利，但血液并非MRD检测唯一样本。

根据检测策略不同，MRD有种技术路线需配合术后肿瘤组织样本的检测结果与后续血液跟踪结果对照，因此在这类MRD检测策略中除血液外还会用组织样本。

我们可以看到，虽然两项检测都不止一种样本选择，但无疑血液样本才是它们最为主要的样本选择。血液在我们全身循环，内部时常会有各器官组织自然脱落或者老化凋亡释放而来的DNA，也被称为游离DNA（cfDNA）；肿瘤细胞也会像这样释放自身DNA到外周血当中，此被称为循环肿瘤DNA（ctDNA），这是实现用血液检测这个项目的理论基础。

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DNA甲基化与MRD检测的检测技术对比

DNA甲基化可用PCR、NGS以及质谱检测，目前大多数甲基化指标均采用PCR技术。PCR技术简便快捷并且特异性高的特点与甲基化检测非常适配，且现在各癌种的甲基化检测指标通常为少量基因的组合，因此对检测通量没有硬性要求。原则上，NGS也可用于甲基化的检测，但需要额外改变检测及数据分析方式，无形中增加了操作步骤以及测序成本，暂时不适合广泛应用。

MRD微残留检测采用NGS技术，利用其高通量的特性，尽可能多的覆盖各级别肿瘤相关基因并涵盖点突变、融合、扩增等突变类型。尽管PCR也可满足上述突变类型的检测，但受检测通量限制，因此不用于MRD检测。

二者本质仍属于基因检测，只是检测内容不同，理论上均可采用PCR与NGS技术检测，但各自项目特点发展为现在的状态。

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DNA甲基化与MRD检测的应用场景比较

DNA甲基化最初用于肠癌的早期筛查，后来逐步应用于术后的复发监控以及用药疗效预测。随着新的甲基化标志物被发现，DNA甲基化检测也不再局限于肠癌，逐步被应用于肺癌、乳腺癌、膀胱癌等等。

只是这些癌种的甲基化标志物仍仅限于早期筛查，还未拓展后续应用，需要等待更深入的研究数据。

图片来源：包图网

MRD微残留检测当下最主要的应用是术后复发监控，有大量的临床试验探索MRD与复发风险的关系。除此以外，还有部分研究在探索MRD对治疗中的晚期患者治疗决策的参考价值（如Drug-holiday研究），有些类似用药疗效预测。

如同前者一般，MRD也不再局限于肺癌，其他诸如乳腺癌、胃癌、肠癌等等也在尝试。全球第一张关于MRD的注册证是美国FDA批准用于根治性手术后浸润性膀胱癌（MIBC）患者使用阿替利珠单抗进行辅助治疗的伴随诊断，甚至都不是肺癌应用。

两项检测的应用宽度相似，都已不再局限于单一癌种，覆盖的癌种越来越多；二者的应用深度也类似，除了MRD尚无早期筛查的研究，二者在其余如术后复发监控以及疗效预测等方面都有相关研究报道。

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以复发监控应用来具体对比二者的差异

上述不同角度的对比可能还是让各位对DNA甲基化检测与MRD检测的实际操作缺乏具象化的认识，笔者再以二者皆具备的复发监控应用来进一步介绍这两项检测到底是如何落地实现的。

以2021年我国温州医科大学及温州医科大学附属第一医院发表的DNA甲基化研究为例，研究中对82名肠癌患者取术前血做了一次甲基化检测，有73名患者为甲基化阳性，并在术后两周内对这73名患者再次抽血做第二次甲基化检测[1]。

结果发现术后有21名患者为甲基化阳性，术后甲基化水平较术前多有下降且未复发患者普遍有更加显著的下降趋势。另外20名复发患者中有11名的术后甲基化检测为阳性，经统计学分析术后甲基化阳性与更差的复发概率相关（HR=4.2，P=0.0005）。

再以今年由广东省人民医院发表的MRD长期随访研究为例，研究在261名I-III期接受手术的非小细胞肺癌患者接受手术后1个月左右（需辅助治疗的患者在其辅助治疗开始前）先抽血做了第一次MRD检测（即NGS平台基因检测）并为基线，此后每3-6个月定期抽血做MRD检测[2]。结论也耳熟能详，纵向MRD阴性（随访期间一直保持MRD阴性）的人群复发风险较低，而MRD阳性（除纵向阴性以外的人群）的人群则复发风险较高。

我们概括一下，无论采用DNA甲基化还是MRD检测作为术后复发监控的预测指标，它们的实际操作都是在术后不同的时间点抽血做基因检测（二者都需要定期复查CT核磁），只是MRD检测的策略设计更加完善，增加了多个时间点的随访，并且数据分析的角度也更加多样，如对比影像学复发的先后顺序，探究MRD阴性复发的人群特征等等。

二者不仅实操相似，连缺陷也如出一辙，例如即便检测为阳性也不能立即判定复发，仍需结合CT核磁等影像学检查确认，又例如是否必须立刻给与某次检测阳性的患者相应治疗，后续管理策略缺失等等。

由于DNA甲基化的术后复发监控没有设置更多时间点，我们统一采用术后第一次检测（即MRD的基线时间点）的结果来分析对比。

二者的相同点在于基线阳性的患者具有更高的复发风险。进一步计算DNA甲基化的PPV（阳性预测价值，阳性且复发的人数/阳性总人数）与NPV（阴性预测价值，阴性未复发的人数/阴性总人数）分别为52.4%与82.7%，而基线时间点MRD检测结果的PPV与NPV分别为91.3%和76.5%。

从数据而言，DNA甲基化阴性似乎相比MRD阴性更安全一些，而甲基化阳性人群似乎与复发的相关性不如MRD阳性紧密。显然这样直接比较非常的粗糙，首先两个研究纳入患者的癌种不同；其次甲基化研究的样本量偏少，并且二者基线抽血时间点也不同，甲基化在术后2周就完成抽血，MRD则是术后一个月内。

不过这也给我们一些思考，至少MRD不是唯一可以用于术后复发监控的指标（当然肿瘤标志物也可监控，文章仅从基因检测角度出发）。

再者，假如专家们能发现更多与肺癌相关性高的甲基化突变位点，假如甲基化随访不再只做单独的一个时间点而是模仿MRD设置更多的随访时间点，是否它的预测性能可以更上一个台阶。

更进一步从检测周期和检测成本出发，PCR技术都低于NGS，DNA甲基化是否有机会将目前高昂的MRD检测费用给打下来？

图片来源：包图网

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总结

早在十几年前就有专家尝试先用测序技术（这里指一代测序）分析肿瘤组织中如KRAS等基因的状态，随后再用特殊的PCR技术检测患者术后血浆中相应突变情况达到复发随访的目标[3]。这条技术路线被认为费时费力，直到近些年，NGS技术凭借其高通量的优势脱颖而出才优化变成了MRD检测，只是价格仍然十分高昂。

另一部分专家则认为如果想实现复发监控的目标，采用肿瘤特异性的甲基化检测更为便捷，而且DNA甲基化相较于常规的基因突变更加稳定不易变化。可惜的是，DNA甲基化标志物过于分散，不同癌种间标志物的研究结果难以接续，进展速度缓慢逐渐被埋没。

DNA甲基化与MRD检测同为血液标志物，它们的应用范围有所交叉又各有特点。我们期许它们能够有更新更好的发展，为我们带来更物美价廉的标志物。

参考文献

[1].Jin S, Zhu D, Shao F, et al. Efficient detection and post-surgical monitoring of colon cancer with a multi-marker DNA methylation liquid biopsy[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021, 118(5): e2017421118.

[2].Zhang J T, Liu S Y, Gao X, et al. Follow-up Analysis Enhances Understanding of Molecular Residual Disease in Localized Non–Small Cell Lung Cancer[J]. Clinical Cancer Research, 2025, 31(7): 1305-1314.

[3].Warton K, Mahon K L, Samimi G. Methylated circulating tumor DNA in blood: power in cancer prognosis and response[J]. Endocrine-related cancer, 2016, 23(3): R157-R171.

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