眾所周知，早期癌癥和晚期癌癥的生存預(yù)后相差甚大，在癌癥早期階段發(fā)現(xiàn)并及時治療可顯著改善癌癥整體生存預(yù)后。近年來，以循環(huán)游離DNA（cfDNA）為研究核心的液體活檢技術(shù)在癌癥篩查中具有重要作用[1]，但在癌癥的早期階段，患者血漿中cfDNA含量較低[2]。因此，開發(fā)新的液體活檢指標對于癌癥早篩和預(yù)后改善至關(guān)重要。

血小板在血液中大量存在且易于分離，除了正常的凝血功能以外，其在炎癥性疾病發(fā)生、癌癥進展和轉(zhuǎn)移中的作用也得到了廣泛的研究，可作為癌癥檢測的可靠生物來源。

既往研究表明，血小板可分離出腫瘤來源的RNA，腫瘤也可以通過改變血小板的RNA譜來誘導(dǎo)血小板，而被腫瘤誘導(dǎo)的血小板（TEP）衍生的RNA譜可能具特異性，或可用來作為局部和轉(zhuǎn)移性癌癥的輔助診斷方法。

近期，荷蘭阿姆斯特丹癌癥中心和液體活檢中心Thomas Wurdinger和Myron G. Best教授領(lǐng)銜的研究團隊在Cancer Cell上表了一項重要研究成果。他們發(fā)現(xiàn)，利用TEP衍生的RNA表達譜可檢測出18種癌癥，相比于健康對照，具有99%的特異性，且對多個階段的腫瘤都具有較高的診斷價值[5]。



圖1. 文章首頁截圖

為精確計算血小板RNA譜診斷癌癥的能力，研究人員通過迭代建模的方法構(gòu)建了泛癌thromboSeq算法模型，并在此算法上進行優(yōu)化，以期達到可溯源癌癥原始病灶的能力（圖2）。

研究人員先是對血小板RNA測序后進行嚴格的質(zhì)量控制，最后從13個機構(gòu)中納入了2351個人的血小板樣本，包括1628例癌癥患者樣本（涵蓋18種腫瘤）、390例健康人樣本、333例炎性疾病/心血管疾病/良性腫瘤患者樣本，進行后續(xù)分析。



圖2. 泛癌算法模型

基于這個算法模型，研究人員想知道是否可以利用TEP衍生RNA譜開發(fā)一種可早期特異性檢測癌癥的方法，起到準確診斷癌癥的作用。

于是研究人員對計算模型進行了評估和大樣本驗證，其中使用391例樣本用于模型構(gòu)建，385例樣本用于模型評估；1575例（包含1096名癌癥患者樣本、146名健康人群樣本及333例非癌癥疾病患者樣本）樣本用于模型驗證。

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當(dāng)研究人員以這個計算模型進行診斷時，若以健康人群作為對照時，模型組、評估組和驗證組的曲線下面積（AUC值）分別達到了0.91、0.87和0.91（圖3A，B）。血小板RNA譜檢測癌癥的靈敏度可達64%，特異性高達99%，TNM病理分期分期為I-IV期的檢測準確率分別為46%、47%、54%和72%（圖3C）。

然而，當(dāng)研究人員以非癌癥疾病（炎癥/心血管疾病/良性腫瘤患者的血液樣本）作為對照時，檢測特異性就降低至78%（圖3D）。這說明患者的潛在疾病可能會影響檢測的準確性。



圖3. 血小板RNA譜對診斷腫瘤的準確率

隨后，為檢測構(gòu)建的計算模型是否具有普遍性，研究人員從驗證組中挑選了兩個代表性機構(gòu)的患者樣本（樣本貢獻較多的機構(gòu)13和樣本貢獻較少的機構(gòu)3）進行了亞組分析，發(fā)現(xiàn)這個算法模型對機構(gòu)13和機構(gòu)3的各病理分期的癌癥患者檢出率相似（圖4），表明這種泛癌測試模型具有普遍性。



圖4. 血小板RNA譜在不同機構(gòu)癌癥患者中的檢出率

由此可見，這個基于血小板RNA譜的檢測模型具有很高的診斷效能。但在癌癥早期診斷過程中，如何特異性診斷某一種癌癥，也是一個需要解決的問題。

研究人員通過納入1025例原發(fā)腫瘤患者的血液樣本，并根據(jù)腫瘤類型進行分組（522例非小細胞肺癌、144例卵巢癌、132例神經(jīng)膠質(zhì)瘤、126例胰腺癌及101例頭頸部癌樣本），然后構(gòu)建“腫瘤來源血小板RNA譜交叉驗證算法模型”，實現(xiàn)對腫瘤原始病灶的溯源。

結(jié)果表明，通過“腫瘤來源血小板RNA譜交叉驗證算法模型”診斷神經(jīng)膠質(zhì)瘤、頭頸部癌、非小細胞肺癌、卵巢癌及胰腺癌的準確率分別達79%、65%、82%、45%及28%（圖5A，C）。此外，在5個腫瘤類型的每個腫瘤分期檢測中，該算法在晚期腫瘤中檢測的準確性最佳，I-III期準確率為75%，IV期準確率為89%（圖5B）。



圖5. 血小板RNA譜診斷腫瘤來源模型效能

由于血小板分布具有全身性，血小板RNA譜在診斷時不可避免地會遇到一個問題，即轉(zhuǎn)移到某個器官腫瘤的血小板RNA譜是否與這個器官原發(fā)腫瘤的血小板RNA譜有區(qū)別？這會直接影響到血小板RNA譜在診斷腫瘤來源中的可靠性。

基于這個問題，研究人員分析了132例膠質(zhì)瘤患者、93例腦轉(zhuǎn)移患者、299例轉(zhuǎn)移性腫瘤患者（由非小細胞肺癌、黑色素瘤、乳腺癌、結(jié)直腸癌、食管癌、胰腺癌及腎細胞癌轉(zhuǎn)移至其他器官，包括轉(zhuǎn)移至腦部的93例患者）樣本的血小板RNA譜評分，并發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)腫瘤與顱外腫瘤的血小板RNA譜具有明顯的區(qū)別，而原發(fā)性腫瘤伴腦轉(zhuǎn)移樣本的評分介于兩者之間（圖5）。這表明，對于腦轉(zhuǎn)移患者而言，血小板RNA譜很有可能會受到受到原發(fā)腫瘤和轉(zhuǎn)移瘤兩方面的影響。



圖6. 腦轉(zhuǎn)移患者、原發(fā)性腦腫瘤和其他部位腫瘤血小板譜的區(qū)別

總之，這項研究通過大樣本的癌癥數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)源于血小板的RNA譜可有效診斷多種癌癥，并實現(xiàn)了對癌癥原始病灶的溯源。這項研究對液體活檢是一個重要的補充，對于癌癥早篩具有很重要的指導(dǎo)意義，至于該方法是否能取代游離循環(huán)腫瘤細胞（CTC）成為最有前景的液體活檢技術(shù)，還需要更多證據(jù)驗證才行。