HepaAiQ™：基于血液ctDNA甲基化信号的肝癌早诊方法

2022年美国临床肿瘤学会（ASCO）年会将于2022年6月3日~7日在美国伊利诺伊州芝加哥以线上+线下的会议形式举行。

会议上，复旦大学附属中山医院樊嘉院士、周俭教授等领衔的研究团队与鹍远生物共同报道了一种基于血液ctDNA甲基化信号的肝癌早诊方法-HepaAiQ™（大会摘要号：Abstract：4103）[1]。

研究结果显示：HepaAiQ™检测性能优异，在健康人群中的特异性为93.4%、肝癌诊断的灵敏度高达87.2%，尤其对于早期肝癌也显示出优异诊断性能（灵敏度为83.2%）。

此外，由于HepaAiQ™基于更敏感和经济的qPCR检测平台，覆盖人群广泛，有望为众多肝癌高危人群带来更为精准的诊断。

https://meetings.asco.org/abstracts-presentations/211138

肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）是肝癌的主要组织学亚型，占原发性肝癌的90%，是全世界常见的恶性肿瘤之一，也是慢性肝病患者最常见的死亡原因。

我国是肝癌高发大国，在恶性肿瘤中肝癌的发病率位居前四，死亡率位居第二，仅次于肺癌[2]。根据国家癌症中心发布的最新一期全国癌症统计数据显示：2016年我国肝癌新发病例和死亡病例分别约为38.9万例和33.6万例[2]。

由于HCC起病隐匿，早期很少出现特殊或明显的症状，70%-80％HCC患者一旦确诊即为中晚期，病程短，预后差，5年生存率仅约为14.1%[3]。如果能够尽早发现，患者将可以得到更有效的手术治疗，据统计早期HCC的5年生存率可高达90%[3,4]。因此，对高风险人群实施早期筛查，可实现早期诊断和早期治疗，从而达到长期生存。

目前，HCC仍缺乏有效的早期筛查手段，传统手段的检测性能和可及性制约了临床筛查的有效实施。目前HCC筛查方式主要包括血液学AFP（甲胎蛋白）检测和影像学检查。从目前诊疗路径来看[3,5]，HCC早筛通常联合AFP和肝脏超声（US）对HCC高危人群进行定期筛查，发现异常再进一步考虑CT或者核磁共振检查。

• 甲胎蛋白（AFP）是目前诊断HCC应用最多的血清学标志物，但仍有近40%HCC患者AFP持续在正常或较低水平，而且妊娠、活动性肝炎、生殖系统肿瘤、胃肠胰腺等其他消化道肿瘤等人群血清AFP也会升高[6]。
• 超声（US）设备简单，价格低容易开展，在临床上广泛应用，但其对早期HCC诊断灵敏度仅47%[7]，且受肝硬化结节干扰，对操作者经验要求较高。
• 即使应用AFP和超声联合检测，对早期HCC的灵敏度也仅有63%[7]，仍然无法满足早期HCC筛查的需求。
• CT平扫对于极早期HCC（<1 cm）或密度近似正常肝实质的HCC难以显示，且具有一定的放射性[8-10]。
• MRI虽然性能较超声（US）和CT较大提升，但检测的灵敏度和特异性也存在一定的天花板[10]，且我国人口基数大、经济水平不足，将其作为常规筛查手段也不大现实。

因此，我国迫切需要开发一种适用于广泛人群的有效、经济、实用的HCC早期手段。基于此，本研究开发和验证了一种无创经济的血液ctDNA甲基化检测方法，实现高危人群的早期预警。

一、研究方法

图1. 研究设计

研究人员通过MONOD®技术对组织样本进行全基因组简化甲基化测序（Reduced Representation Bisulfite Sequencing，RRBS），初步遴选出HCC特异性相关的甲基化标志物。通过mTitan™靶向甲基化测序技术对血浆样本验证，靶点同步进行文献检索和功能富集，进一步优化HCC特异性相关的高性能标志物。

研究甄选出最优的甲基化标志物若干，再通过大量临床血浆样本构建HCC多基因甲基化血液检测模型-HepeAiQ™，并对HepeAiQ™模型进行盲法验证，测试模型的普适性和稳定程度。

二、研究结果

1. HCC特异性甲基化标志物发现和优化

本研究利用MONOD®对37个HCC组织、26个正常组织、20个白细胞和114个空白对照（血浆）进行RRBS，遴选出数百个HCC特异性相关的甲基化标志物（图2），并以5个有代表性的标志物为例评估其对HCC的检测性能，发现其在HCC甲基化程度显著高于其他样本（图3）。

图2. HCC特异性甲基化标志物热图

图3. 甲基化标志物鉴别HCC的性能评估

2. NGS血检模型性能优异，AUC可达0.98以上

研究者对276个HCC和393个空白对照（血浆）进行mTitan™靶向甲基化测序，结果显示该模型性能相当优异，其平均AUC为0.985（图4）。

图4. HCC特异性甲基化标志物NGS panel性能表现

3. 多重PCR检测HepaAiQ™模型建立及验证

考虑到简化多重qPCR检测方法在临床上的适用性，研究者进一步使用559个血浆样本，包括293个HCC样本、60个肝硬化样本（LC）、36个慢性乙型肝炎样本（CHB）和170个健康对照样本（CTRL），对HCC靶点做进一步甄选优化，建立多重PCR检测方法（HepaAiQ™）。

结果发现，HepaAiQ™检测在LC、CHB和CTRL的特异性分别为88.3%、91.7%和92.4%的情况下，HCC灵敏度可达85.3%。紧接着，HepaAiQ™模型对来自多中心的374份血浆样本进一步盲法验证，证实其对HCC的敏感性为87.2%，对LC、CHB和CTRL的特异性分别为86.8%、90.5%和93.4%（表2）。

表2. 验证试验中HepaAiQ™的性能表现

4. 相比AFP筛查方法，HepaAiQ™具有显著优越性

研究者将HepaAiQ™与HCC传统筛查方法AFP方法进行了比较。结果显示，HepaAiQ™在各个分期中的表现均优于AFP（87.0% vs. 56.2%），尤其是在早期HCC中（83.2% vs. 48.5%）（图5）。

图5. HepaAiQ™与AFP在HCC诊断中的表现

该研究开发了一种基于血液ctDNA甲基化信号的HCC早检方法---HepaAiQ™。HepaAiQ™检测性能优异，尤其对于早期HCC具有良好的灵敏度和特异性，可实现早期HCC的精准检测。

参考文献：

[1] Xinrong Yang, Yingchao Wang, De-Zhen Guo,et al. Discovery and clinical validation of cost-effective non-invasive early detection of hepatocellular carcinoma (HCC) through circulating tumor DNA (ctDNA) methylation signature 2022 ASCO Annual meeting. Abstract #4103.

[2] Zheng R , Zhang S , Zeng H , et al. Cancer incidence and mortality in China, 2016[J]. Journal of the National Cancer Center, 2022.2(1):1-9.

[3]全国多中心前瞻性HCC极早期预警筛查项目(PreCar)专家组. 中国HCC早筛策略专家共识[J]. 肝脏, 2021, 26(8):7.

[4] ESMO Guidelines Working Group. Hepatocellular carcinoma: ESMO-ESDO Clinical Practice Guidelines for diagnosis, treatment and follow-up[J]. Ann Oncol, 2012;23 Suppl 7:vii41-8.

[5] 中华人民共和国国家卫生健康委员会. 原发性HCC诊疗指南(2022年版)[J]. 中华普通外科学文献:电子版, 2022, 16(2):16.

[6] AlSalloom AA. An update of biochemical markers of hepatocellular carcinoma. Int J Health Sci (Qassim). 2016 Jan;10(1):121-36.

[7] Tzartzeva K, Obi J, Rich NE, et al. Surveillance Imaging and Alpha Fetoprotein for Early Detection of Hepatocellular Carcinoma in Patients With Cirrhosis: A Meta-analysis. Gastroenterology. 2018 May;154(6):1706-1718.e1.

[8] 中华医学会肝病学分会. 原发性HCC二级预防共识(2021年版)[J]. 中华肝脏病杂志, 2021, 29(3):11.

[9] 夏锋, 张大志. 肝细胞癌癌前病变的诊断和治疗多学科专家共识(2020版)[J]. 中华肝脏病杂志, 2020, 28(1):7.

[10] Jiang HY, Chen J, Xia CC, Cao LK, Duan T, Song B. Noninvasive imaging of hepatocellular carcinoma: From diagnosis to prognosis. World J Gastroenterol. 2018 Jun 14;24(22):2348-2362.

文章来源：《国际肝病》编辑部

图片来源：网络

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