兩種相似度極高的血液基因檢測(cè)標(biāo)志物，各有什么區(qū)別及應(yīng)用？

作者：閔

這段時(shí)間我們介紹了DNA甲基化的種種應(yīng)用，學(xué)習(xí)了這項(xiàng)檢測(cè)在早期篩查、術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控以及療效評(píng)估等方面的現(xiàn)狀與進(jìn)展（點(diǎn)擊閱讀）。

有些愛(ài)研究的病友可能會(huì)發(fā)現(xiàn)血液、基因檢測(cè)、復(fù)發(fā)監(jiān)控這些關(guān)鍵詞似乎與當(dāng)下另一項(xiàng)極熱門的檢測(cè)項(xiàng)目——MRD很相似。那么這兩項(xiàng)檢測(cè)之間到底有何異同，咱們就通過(guò)今天這篇文章做個(gè)對(duì)比。

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DNA甲基化與MRD檢測(cè)的檢測(cè)樣本對(duì)比

DNA甲基化的常用樣本在前文中已經(jīng)詳細(xì)介紹過(guò)（點(diǎn)擊閱讀），出于最初早期篩查的需要而選擇血液樣本。隨著更多甲基化標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)檢測(cè)也被用于除腸癌以外的其他癌種，如膀胱癌、乳腺癌等等。根據(jù)相應(yīng)癌種的特點(diǎn)，甲基化檢測(cè)偶爾也會(huì)使用諸如糞便、尿液等樣本。盡管如此，血液仍是DNA甲基化最常使用的樣本類型。

MRD微殘留檢測(cè)作為當(dāng)下腫瘤領(lǐng)域最熱門的檢測(cè)項(xiàng)目，已經(jīng)廣為人知了。病友們應(yīng)該都很清楚它采用血液作為主要樣本，取樣方便為后續(xù)跟蹤提供便利，但血液并非MRD檢測(cè)唯一樣本。

根據(jù)檢測(cè)策略不同，MRD有種技術(shù)路線需配合術(shù)后腫瘤組織樣本的檢測(cè)結(jié)果與后續(xù)血液跟蹤結(jié)果對(duì)照，因此在這類MRD檢測(cè)策略中除血液外還會(huì)用組織樣本。

我們可以看到，雖然兩項(xiàng)檢測(cè)都不止一種樣本選擇，但無(wú)疑血液樣本才是它們最為主要的樣本選擇。血液在我們?nèi)硌h(huán)，內(nèi)部時(shí)常會(huì)有各器官組織自然脫落或者老化凋亡釋放而來(lái)的DNA，也被稱為游離DNA（cfDNA）；腫瘤細(xì)胞也會(huì)像這樣釋放自身DNA到外周血當(dāng)中，此被稱為循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA），這是實(shí)現(xiàn)用血液檢測(cè)這個(gè)項(xiàng)目的理論基礎(chǔ)。

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DNA甲基化與MRD檢測(cè)的檢測(cè)技術(shù)對(duì)比

DNA甲基化可用PCR、NGS以及質(zhì)譜檢測(cè)，目前大多數(shù)甲基化指標(biāo)均采用PCR技術(shù)。PCR技術(shù)簡(jiǎn)便快捷并且特異性高的特點(diǎn)與甲基化檢測(cè)非常適配，且現(xiàn)在各癌種的甲基化檢測(cè)指標(biāo)通常為少量基因的組合，因此對(duì)檢測(cè)通量沒(méi)有硬性要求。原則上，NGS也可用于甲基化的檢測(cè)，但需要額外改變檢測(cè)及數(shù)據(jù)分析方式，無(wú)形中增加了操作步驟以及測(cè)序成本，暫時(shí)不適合廣泛應(yīng)用。

MRD微殘留檢測(cè)采用NGS技術(shù)，利用其高通量的特性，盡可能多的覆蓋各級(jí)別腫瘤相關(guān)基因并涵蓋點(diǎn)突變、融合、擴(kuò)增等突變類型。盡管PCR也可滿足上述突變類型的檢測(cè)，但受檢測(cè)通量限制，因此不用于MRD檢測(cè)。

二者本質(zhì)仍屬于基因檢測(cè)，只是檢測(cè)內(nèi)容不同，理論上均可采用PCR與NGS技術(shù)檢測(cè)，但各自項(xiàng)目特點(diǎn)發(fā)展為現(xiàn)在的狀態(tài)。

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DNA甲基化與MRD檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景比較

DNA甲基化最初用于腸癌的早期篩查，后來(lái)逐步應(yīng)用于術(shù)后的復(fù)發(fā)監(jiān)控以及用藥療效預(yù)測(cè)。隨著新的甲基化標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)，DNA甲基化檢測(cè)也不再局限于腸癌，逐步被應(yīng)用于肺癌、乳腺癌、膀胱癌等等。

只是這些癌種的甲基化標(biāo)志物仍僅限于早期篩查，還未拓展后續(xù)應(yīng)用，需要等待更深入的研究數(shù)據(jù)。

圖片來(lái)源：包圖網(wǎng)

MRD微殘留檢測(cè)當(dāng)下最主要的應(yīng)用是術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控，有大量的臨床試驗(yàn)探索MRD與復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系。除此以外，還有部分研究在探索MRD對(duì)治療中的晚期患者治療決策的參考價(jià)值（如Drug-holiday研究），有些類似用藥療效預(yù)測(cè)。

如同前者一般，MRD也不再局限于肺癌，其他諸如乳腺癌、胃癌、腸癌等等也在嘗試。全球第一張關(guān)于MRD的注冊(cè)證是美國(guó)FDA批準(zhǔn)用于根治性手術(shù)后浸潤(rùn)性膀胱癌（MIBC）患者使用阿替利珠單抗進(jìn)行輔助治療的伴隨診斷，甚至都不是肺癌應(yīng)用。

兩項(xiàng)檢測(cè)的應(yīng)用寬度相似，都已不再局限于單一癌種，覆蓋的癌種越來(lái)越多；二者的應(yīng)用深度也類似，除了MRD尚無(wú)早期篩查的研究，二者在其余如術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控以及療效預(yù)測(cè)等方面都有相關(guān)研究報(bào)道。

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以復(fù)發(fā)監(jiān)控應(yīng)用來(lái)具體對(duì)比二者的差異

上述不同角度的對(duì)比可能還是讓各位對(duì)DNA甲基化檢測(cè)與MRD檢測(cè)的實(shí)際操作缺乏具象化的認(rèn)識(shí)，筆者再以二者皆具備的復(fù)發(fā)監(jiān)控應(yīng)用來(lái)進(jìn)一步介紹這兩項(xiàng)檢測(cè)到底是如何落地實(shí)現(xiàn)的。

以2021年我國(guó)溫州醫(yī)科大學(xué)及溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院發(fā)表的DNA甲基化研究為例，研究中對(duì)82名腸癌患者取術(shù)前血做了一次甲基化檢測(cè)，有73名患者為甲基化陽(yáng)性，并在術(shù)后兩周內(nèi)對(duì)這73名患者再次抽血做第二次甲基化檢測(cè)[1]。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)后有21名患者為甲基化陽(yáng)性，術(shù)后甲基化水平較術(shù)前多有下降且未復(fù)發(fā)患者普遍有更加顯著的下降趨勢(shì)。另外20名復(fù)發(fā)患者中有11名的術(shù)后甲基化檢測(cè)為陽(yáng)性，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析術(shù)后甲基化陽(yáng)性與更差的復(fù)發(fā)概率相關(guān)（HR=4.2，P=0.0005）。

再以今年由廣東省人民醫(yī)院發(fā)表的MRD長(zhǎng)期隨訪研究為例，研究在261名I-III期接受手術(shù)的非小細(xì)胞肺癌患者接受手術(shù)后1個(gè)月左右（需輔助治療的患者在其輔助治療開(kāi)始前）先抽血做了第一次MRD檢測(cè)（即NGS平臺(tái)基因檢測(cè)）并為基線，此后每3-6個(gè)月定期抽血做MRD檢測(cè)[2]。結(jié)論也耳熟能詳，縱向MRD陰性（隨訪期間一直保持MRD陰性）的人群復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)較低，而MRD陽(yáng)性（除縱向陰性以外的人群）的人群則復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)較高。

我們概括一下，無(wú)論采用DNA甲基化還是MRD檢測(cè)作為術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控的預(yù)測(cè)指標(biāo)，它們的實(shí)際操作都是在術(shù)后不同的時(shí)間點(diǎn)抽血做基因檢測(cè)（二者都需要定期復(fù)查CT核磁），只是MRD檢測(cè)的策略設(shè)計(jì)更加完善，增加了多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的隨訪，并且數(shù)據(jù)分析的角度也更加多樣，如對(duì)比影像學(xué)復(fù)發(fā)的先后順序，探究MRD陰性復(fù)發(fā)的人群特征等等。

二者不僅實(shí)操相似，連缺陷也如出一轍，例如即便檢測(cè)為陽(yáng)性也不能立即判定復(fù)發(fā)，仍需結(jié)合CT核磁等影像學(xué)檢查確認(rèn)，又例如是否必須立刻給與某次檢測(cè)陽(yáng)性的患者相應(yīng)治療，后續(xù)管理策略缺失等等。

由于DNA甲基化的術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控沒(méi)有設(shè)置更多時(shí)間點(diǎn)，我們統(tǒng)一采用術(shù)后第一次檢測(cè)（即MRD的基線時(shí)間點(diǎn)）的結(jié)果來(lái)分析對(duì)比。

二者的相同點(diǎn)在于基線陽(yáng)性的患者具有更高的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)一步計(jì)算DNA甲基化的PPV（陽(yáng)性預(yù)測(cè)價(jià)值，陽(yáng)性且復(fù)發(fā)的人數(shù)/陽(yáng)性總?cè)藬?shù)）與NPV（陰性預(yù)測(cè)價(jià)值，陰性未復(fù)發(fā)的人數(shù)/陰性總?cè)藬?shù)）分別為52.4%與82.7%，而基線時(shí)間點(diǎn)MRD檢測(cè)結(jié)果的PPV與NPV分別為91.3%和76.5%。

從數(shù)據(jù)而言，DNA甲基化陰性似乎相比MRD陰性更安全一些，而甲基化陽(yáng)性人群似乎與復(fù)發(fā)的相關(guān)性不如MRD陽(yáng)性緊密。顯然這樣直接比較非常的粗糙，首先兩個(gè)研究納入患者的癌種不同；其次甲基化研究的樣本量偏少，并且二者基線抽血時(shí)間點(diǎn)也不同，甲基化在術(shù)后2周就完成抽血，MRD則是術(shù)后一個(gè)月內(nèi)。

不過(guò)這也給我們一些思考，至少M(fèi)RD不是唯一可以用于術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控的指標(biāo)（當(dāng)然腫瘤標(biāo)志物也可監(jiān)控，文章僅從基因檢測(cè)角度出發(fā)）。

再者，假如專家們能發(fā)現(xiàn)更多與肺癌相關(guān)性高的甲基化突變位點(diǎn)，假如甲基化隨訪不再只做單獨(dú)的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)而是模仿MRD設(shè)置更多的隨訪時(shí)間點(diǎn)，是否它的預(yù)測(cè)性能可以更上一個(gè)臺(tái)階。

更進(jìn)一步從檢測(cè)周期和檢測(cè)成本出發(fā)，PCR技術(shù)都低于NGS，DNA甲基化是否有機(jī)會(huì)將目前高昂的MRD檢測(cè)費(fèi)用給打下來(lái)？

圖片來(lái)源：包圖網(wǎng)

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總結(jié)

早在十幾年前就有專家嘗試先用測(cè)序技術(shù)（這里指一代測(cè)序）分析腫瘤組織中如KRAS等基因的狀態(tài)，隨后再用特殊的PCR技術(shù)檢測(cè)患者術(shù)后血漿中相應(yīng)突變情況達(dá)到復(fù)發(fā)隨訪的目標(biāo)[3]。這條技術(shù)路線被認(rèn)為費(fèi)時(shí)費(fèi)力，直到近些年，NGS技術(shù)憑借其高通量的優(yōu)勢(shì)脫穎而出才優(yōu)化變成了MRD檢測(cè)，只是價(jià)格仍然十分高昂。

另一部分專家則認(rèn)為如果想實(shí)現(xiàn)復(fù)發(fā)監(jiān)控的目標(biāo)，采用腫瘤特異性的甲基化檢測(cè)更為便捷，而且DNA甲基化相較于常規(guī)的基因突變更加穩(wěn)定不易變化?？上У氖?，DNA甲基化標(biāo)志物過(guò)于分散，不同癌種間標(biāo)志物的研究結(jié)果難以接續(xù)，進(jìn)展速度緩慢逐漸被埋沒(méi)。

DNA甲基化與MRD檢測(cè)同為血液標(biāo)志物，它們的應(yīng)用范圍有所交叉又各有特點(diǎn)。我們期許它們能夠有更新更好的發(fā)展，為我們帶來(lái)更物美價(jià)廉的標(biāo)志物。

參考文獻(xiàn)

[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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