眾所周知，基于液體活檢技術(shù)進(jìn)行癌癥早篩，猶如在大海里撈針，又如同在浩瀚的宇宙中探索微弱的外星信號，能夠在尚未出現(xiàn)癥狀的患者中發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞，找出癌細(xì)胞的組織起源，采取預(yù)防措施，未癌先防。這種便捷的癌癥早篩方法在醫(yī)學(xué)、社會和經(jīng)濟等方面的巨大價值，不言而喻。
目前，液體活檢中的“液體”以血液為主，也包括糞便、尿液、唾液以及其他體液樣品。根據(jù)檢測物的不同，液體活檢技術(shù)包括了CTC技術(shù)、cfDNA/ctDNA技術(shù)、外泌體技術(shù)、循環(huán)RNA技術(shù)等。其中，cfDNA/ctDNA技術(shù)又分為檢測基因變異和甲基化兩條路線。
但今年6月初，美國哈佛-麻省理工博德研究所的Gad Getz教授團隊在國際著名雜志《科學(xué)》上發(fā)布了一項研究結(jié)果，顯示檢測基因突變的液體活檢在癌癥早篩領(lǐng)域的應(yīng)用會有非常大的局限。
《科學(xué)》雜志官網(wǎng)截圖
這項在癌癥早篩領(lǐng)域激起水花的研究到底有什么驚人的結(jié)論呢？
Gad Getz教授團隊首次對人體不同組織中正常細(xì)胞的突變進(jìn)行了全面綜合的分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，正常組織也是不正常的，體細(xì)胞變異克隆是新常態(tài)！多達(dá)95%的個體至少有一處組織存在體細(xì)胞突變，而且高達(dá)33%的個體攜帶有癌癥相關(guān)突變。
與以往通過DNA測序進(jìn)行人體組織突變檢測不同，Gad Getz教授團隊開發(fā)了一種名為RNA-MuTect的RNA分析技術(shù)，對GTEx數(shù)據(jù)庫中29種不同健康組織的6700例樣本進(jìn)行分析。
GTEx數(shù)據(jù)庫來自于GTEx（Genotype-Tissue Expression）項目，是數(shù)百名健康個體的30多種正常組織產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集合，樣本捐獻(xiàn)者均死于癌癥以外的其它原因。這些數(shù)據(jù)包括了組織的RNA測序（RNA-seq）數(shù)據(jù)以及相同個體的血液樣本中提取的DNA全基因組和全外顯子組測序數(shù)據(jù)，為探索所有存在的基因和組織提供了機會。
研究人員用RNA-MuTect技術(shù)對來自488個個體、29個組織與血液DNA相匹配的6707個RNA-seq樣本進(jìn)行了分析，結(jié)果從37%（2519個樣本）中檢測到了8870個體細(xì)胞突變，涵蓋了95%的個體（467/488）。
人體不同部位的體細(xì)胞突變負(fù)荷
該研究發(fā)現(xiàn)，與其它被檢測的組織相比，皮膚、肺和食道具有較高的突變負(fù)荷。既往研究表明，這些組織中癌癥發(fā)病率與環(huán)境因素有關(guān)，如紫外線（UV）輻射、空氣污染、吸煙和飲食習(xí)慣等。
對同一組織的不同區(qū)域進(jìn)行觀察，研究人員發(fā)現(xiàn)陽光暴露的皮膚比未暴露的皮膚具有更多的突變；同樣，食管鱗狀細(xì)胞癌來源于食道粘膜，而不是來自胃食管連接處或食管肌層。
有趣的是，男性和女性之間突變數(shù)量差異顯著的唯一組織是乳房。GTEx數(shù)據(jù)庫顯示，這是由于來自男性的乳房組織樣本主要由脂肪細(xì)胞組成，而女性乳房組織除了脂肪細(xì)胞，還包括了上皮細(xì)胞。
29個組織中28個的RNA序列檢測到的突變數(shù)量
那血液中能否檢測到體細(xì)胞突變呢？
研究人員在83個健康個體的血液中檢測出了87個DNA突變，而且同一個體的不同實體組織均存在確實的變異。
研究指出，影響正常組織累積突變數(shù)量的因素包括了年齡、DNA累積損傷以及組織形成宏觀克隆的傾向。CpG>T突變是一種老化特征，在45歲之后，CpG>T突變的總數(shù)顯著增加，這種關(guān)聯(lián)在細(xì)胞增殖水平靠前的10種組織中表現(xiàn)特別明顯，但在細(xì)胞增殖水平靠后的10種組織中沒有這種關(guān)聯(lián)。
除此之外，皮膚和食道的細(xì)胞突變與年齡也有關(guān)。不管皮膚是否暴露在陽光下，皮膚細(xì)胞的突變數(shù)量都會隨著年齡的增長而增加，只是暴露在陽光中的皮膚突變得更多。
體細(xì)胞突變是否會致癌呢？
研究人員進(jìn)一步檢測了體細(xì)胞突變是否有致癌基因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3%的樣本和33%的個體攜帶了致癌基因，而且在皮膚、食道、脂肪、腎上腺和子宮等組織中有更多的致癌基因，在體細(xì)胞中最常見的致癌基因是TP53和NOTCH1。
正常組織中的常見致癌基因
這項研究告訴我們，在我們不知道的情況下，我們許多人的體內(nèi)已經(jīng)有了癌癥的“種子”。
是不是就因此恐慌呢？
研究人員也給出了答案。癌癥的發(fā)生發(fā)展是由多基因改變、多因素參與以及多步驟演變的綜合結(jié)果，癌癥相關(guān)突變的體細(xì)胞克隆絕大多數(shù)并不會發(fā)展成為癌癥，只有其中的一小部分“癌前變化”細(xì)胞會最終發(fā)展成為癌癥，如何才能區(qū)分這兩類含有癌癥相關(guān)突變的細(xì)胞也是未來研究的重點之一。
從這個研究中，我們可以發(fā)現(xiàn)，體細(xì)胞的基因突變在很多正常人的一輩子中都會發(fā)生。在血液中檢測到DNA低頻突變，不用擔(dān)心，這并不意味著得了癌癥，只是意味著患癌風(fēng)險的累積，因此，單純由低頻突變來判斷癌癥的發(fā)生是不準(zhǔn)確的。
與此同時，國內(nèi)外很多獨立研究小組的工作都表明，在癌癥發(fā)生發(fā)展的進(jìn)程中，致癌/抑癌基因的DNA調(diào)控區(qū)域的變化，即DNA甲基化水平的高低，發(fā)揮了極其關(guān)鍵的致病導(dǎo)向。因此cfDNA/ctDNA的甲基化檢測是比基因突變更好的癌癥早期篩查的標(biāo)志物，靈敏度和特異性也更好。
參考資料：
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