ctDNA受质疑的同时，人工智能与DNA甲基化指纹结合可精准诊断近百种脑肿瘤丨医麦黑科技
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2018年3月19日/医麦客 eMedClub/--昨天，台湾作家李敖因为脑肿瘤去世了。
83岁，也算是高寿。直到生命最后，他都基本过着自己想过的生活方式：狂而不羁。他有着丰富的人生，大量的著作，无数的粉丝。他留给世界无数谈资，无论是美女，文学还是政治。他去世后网上立刻有无数人悼念，和前几天去世的霍金一样。
世上没有几个人能有这种待遇。
所以，按照他的性格，如果在天有灵，应该不会伤感，而是一边笑谈，一边骂人。
李敖的去世是因为脑瘤，而且是罕见的脑干恶性肿瘤。
得脑瘤的人不少，但是像李敖一样，80岁得脑干恶性肿瘤的却不多。从他透露的信息来看，他得的应该是脑干胶质瘤（Brainstem glioma），一种主要出现在儿童和青少年中的罕见肿瘤。
肿瘤的早期诊断和准确分类对于肿瘤的治疗至关重要，随着基因科技的发展，科学家们将基因检测应用于肿瘤的诊断和分类，尤其是液体活检技术更是寄予了厚望。检测血液中含量极少的循环肿瘤DNA（ctDNA，Circulating Tumor DNA）是目前液体活检领域最为火热的检测方法。由于体内肿瘤细胞坏死后有少量DNA（其往往携带肿瘤细胞突变或重组的基因，能反映肿瘤细胞的准确信息）会进入循环系统，因而可以利用DNA扩增或高通量测序等技术检测并计数。同时，该方法具有无创的特点，可以早期、廉价且多次获得体内肿瘤DNA的信息，目前正以极快的速度被临床广泛接受。
► 肿瘤将DNA释放到血液中，图片来自cancer.gov
不过最近，ctDNA肿瘤液体活检有效性遭美权威学术组织质疑，美国临床肿瘤学会（ASCO）和美国病理医师学会（CAP）组织了专家委员会（以下简称委员会）联合对已经发表的1338篇临床ctDNA检测的论文进行了综述分析，认为当下的液体活检技术临床有效性非常有限，并对该领域提出框架性意见，相关研究发表在权威期刊Journal of Clinical Oncology杂志上。
► 肿瘤患者循环肿瘤DNA分析综述
该综述从分析效度（analytical validity）、临床有效性（clinical validity）和临床效用（clinical utility）三个方面评价了ctDNA检测方法。
主要调查结果
1、目前还没有足够的证据来证明在晚期癌症中使用大多数ctDNA检测是否合理，而非在临床试验中进行筛查。
2、目前还没有足够的证据支持常规使用ctDNA检测治疗早期癌症，做出治疗决定，监测治疗效果如何，寻找残留的癌细胞或癌症筛查，除了筛查参与者过或正在参与临床试验。
3、当使用液体活组织检查与肿瘤组织检测时，发现结果不一致，因此阴性液体活检结果应与肿瘤组织基因分型进行确认。
在ctDNA的实际作用受质疑的同时，dna甲基化检测在肿瘤诊断中的作用越来越得到重视和认可：
3 月 15 日，德国癌症研究中心 (DKFZ) 的 Stefan Pfister 及其同事的一项最新成果 在线发表 在顶级学术期刊《自然》(Nature)，该团队研发了一款特别针对脑肿瘤的诊断 AI 工具。
对脑肿瘤治疗来说，正确诊断是提供治疗前的一项基础工作。目前已知的肿瘤有近 100 中类型，然而神经中枢系统的肿瘤是其中最难做到准确区分和诊断的。为解决这一难题，Pfister 及其同事利用 DNA 甲基化数据训练了一种机器学习方法，最终可以根据甲基化数据对脑肿瘤进行自动分类。
所谓的 DNA 甲基化，即在甲基化转移酶的帮助下，活性甲基转移至 DNA 链中特定碱基上的化学修饰过程，也被形象地称为给 DNA“戴帽子”。
这顶“帽子”在调控基因表达、维持染色质结构、基因印记、X 染色体失活以及胚胎发育等生物学过程中都会发挥重大作用。近年来也有研究表明，DNA 异常甲基化和肿瘤的发生、发展、细胞癌变有着密切的联系，甲基化因此也被称为癌症的“通用指纹”。
研究团队获取了大概 2800 名癌症患者的甲基化数据，他们的 AI 工具最终可以诊断出 91 中肿瘤类型。随后，他们将这套 AI 工具在 1104 个中枢神经系统肿瘤病例上进行了测试。这些病例此前已经被医生人为诊断出结果，医生当时的误诊率是 12%。
值得一提的是，除了诊断准确性得到提高，AI 更善于客观地诊断出一些新出现并罕见的肿瘤。这种情况下如果医生人为诊断，往往会受已知肿瘤类型的影响，即使症状属于非典型。
为了让更多人体验这款 AI 诊断工具，研究团队还创建了一个免费的在线工具，使用者上传数据后数分钟即得出分析。2016 年 12 月以来，这款在线工具已经被使用超过 4500 次，使用者也可以选择将数据分享出来以进一步优化系统算法。
研究团队认为，整合甲基化‘指纹’来进行脑肿瘤的自动分类，也为其他种类肿瘤提供了一种创建类似的肿瘤分类算法的思路。
基于DNA甲基化的高灵敏度肿瘤液体活检技术，可能是解决对ctDNA有效性质疑的一个很好的方向。