《Cancer Cell》肿瘤液体活检新思路——血小板RNA
液体活检指的是检测血液中的循环肿瘤细胞、游离DNA、循环肿瘤DNA或外泌体等检测方法。相比于传统的活检方法,液体活检具有创口小、操作简单、成本低以及可重复取样等特点。液体活检作为临床研究的一大热点,也是发生信高分文章的突破口,今天小编给大家带来2022年9月1日发表于Cancer Cell(IF: 38.585)的肿瘤液体活检新思路文章,该研究利用血小板RNA进行癌症早诊和定位癌症起源,快来学习吧~
研究亮点
研究数据
(1)癌症组(n=1628),包括乳腺癌、肝细胞癌和非小细胞肺癌等18种最常见的癌型血液样本;
(2)无症状对照组(n = 390),包括跨年龄段的健康男性和女性个体血液样本;
(3)症状对照组(n=333),包括被诊断为特定的症状性疾病,包括心血管疾病、良性肿块或炎症疾病,但没有被诊断为癌症的个体血液样本。
研究结果
基于肿瘤诱导的血小板RNA谱构建的泛癌检测标志
首先,作者将所有数据集样本(n = 2351)分成训练集(n = 391)、评估集(n = 385)以及验证集(n=1575),训练集和评估集将用来迭代训练和评估泛癌检测thromboSeq算法产生的标志物,验证集将对其进行独立验证。
在训练集中,作者构建了共493个肿瘤诱导的血小板RNA组成的标志物集合,该标志物在训练集、评估集和验证集的AUC值分别为0.91、0.87和0.91。在验证集的无症状对照组中,该标志物的特异性达到99%,在验证集四个肿瘤分期的癌症组样本中检测准确率为46%~72%。而在验证集的症状对照组样本中,该标志物特异性为78%,这表明一旦在训练过程中包含症状对照组控制,泛癌检测thromboSeq算法可能导致基础疾病患者的假阳性检测结果增加,或检测准确性降低。不同癌症类型之间的检出率也有差别,而晚期癌症具有更高的检出率。该结果表明血小板RNA可作为不同癌型的癌症检测标志。
癌型相关血小板RNA谱可用于肿瘤溯源分析
在这部分结果中,作者试图在肿瘤诱导的血小板 RNA谱中识别肿瘤类型的特异性标志,以确定肿瘤的起源位置。为了简化高度复杂的机器学习任务,构建一个区分多个分类组间的算法以及为了保持每组合理数量的样本数(至少100个样本),作者将5种肿瘤类型样本纳入下一步研究,分别是非小细胞肺癌(n = 522)、卵巢癌(n = 144)、胶质瘤(n = 132)、胰腺癌(n = 126)和头颈部癌(n = 101)。
此外,为了提高算法的训练能力,作者采用了5倍交叉验证的方法,结果表明肿瘤溯源thromboSeq算法构建的共93个血小板RNA组成的标志物集合获得了最优的交叉验证,总体准确率为85%。该结果表明,血小板RNA可用于识别肿瘤的原发部位从而进行溯源。
脑转移患者的血小板可能同时受到原发性和转移性肿瘤部位的诱导
血液中血小板RNA可能同时受到原发性和转移性肿瘤部位的诱导,因此作者在这部分结果中探究原发性肿瘤有无发生脑转移的分类评分是否与原发性脑肿瘤(即胶质瘤)的分类评分相关。作者在结果中观察到有脑转移的患者对神经胶质瘤的分类评分平均高于没有脑转移的患者,同时作者探究了神经胶质瘤样本、脑转移样本以及原发部位样本的血小板RNA水平,显示了主要来自大脑和颅外的癌症样本和脑转移样本之间的差异。该结果表明至少对于脑转移瘤,血小板RNA谱可能受到原发肿瘤和转移瘤的诱导影响。
小编总结
液体活检是癌症早诊的研究热点,也是发生信好文的“兵家必争之地”。而常规的液体活检标志仍存在待解决的临床实用问题,如血浆来源的cfDNA的突变水平相对较低,这取决于癌症类型,而由于人体衰老相关过程导致的非癌性cfDNA变异的自然存在,使得其检测变得复杂。因此,需要互补的液体生物源来检测癌症,而本研究中,作者向我们阐明了血小板RNA可补充并拓展液体活检的技术领域,是值得关注并研究的热点。
参考文献
In 't Veld, S., Arkani, M., Post, E., Antunes-Ferreira, M., D'Ambrosi, S., Vessies, D.C.L., Vermunt, L., Vancura, A., Muller, M., Niemeijer, A.N., et al. (2022). Detection and localization of early- and late-stage cancers using platelet RNA. Cancer Cell 40, 999-1009 e1006.