癌細胞基因表觀修飾檢測技術，開啟腫瘤防治新篇章

5-羥甲基胞嘧啶（5hmC）高通量檢測技術的發明，為腫瘤早期篩查帶來了新的可能。

來源丨醫學界腫瘤頻道

一

精準醫學——開啟腫瘤精準治療新時代

2011年美國學界首先提出精準醫療的概念，2015年美國總統奧巴馬啟動美國「精準醫療計劃」，掀起了全球精準醫學的熱潮，隨後英國、日本等國紛紛響應成立專項研究，使其上升為國家層面的研究戰略，在我國，腫瘤精準治療已被列為國家「十三五」重大科研研究規劃項目之一。

眾多研究者致力於臨床腫瘤與精準治療的不斷探索。常見的如分子靶向藥物的應用，通過對腫瘤患者的基因測序，根據驅動基因，選擇相應的靶向治療藥物，從而提高惡性腫瘤的治療效果。

現階段基因測序主要為基因突變檢測，在臨床方面主要應用於晚期癌症患者的個體化用藥指導，主要集中在EGFR、ALK、BRAF、BRCA等癌症靶向治療相關的基因突變檢測。

在這一領域，基因突變檢測作用巨大，並且應用前景十分可觀，但是目前證實有明確的驅動基因突變的癌症只佔10%，絕大多數癌症的基因突變機理尚不明確，因此僅通過檢測基因突變來早期檢測癌症具有一定的局限性。

癌症的發生除了突變的基因作祟外，還需要環境等各種因素的協同作用及基因的表觀調控，這通常是一個長期的動態過程。

二

表觀遺傳學檢測——腫瘤早期篩查新手段

DNA是存在於細胞核內的遺傳物質，它由4種鹼基組成，不同的鹼基序列組成DNA的遺傳信息。如果說一個樂曲有一個基本的樂譜，使用有限的幾種音符來書寫，並通過將這些音符進行不同的排列，就譜成了不同樂曲，基因突變就可以比作為「樂譜」出錯，即鹼基序列發生了錯誤；表觀遺傳修飾相當於「編曲」， 是對DNA表面上的一些蛋白或化學進行修飾，在不改變DNA序列的前提下影響基因最終的表達模式。

換言之，表觀遺傳修飾相當於人體第二道編碼。表觀遺傳學為基於非基因序列改變所致生理上基因表達水平的可遺傳變化，如DNA甲基化（5mC）、羥甲基化（5hmC）、染色質構象變化、組蛋白修飾、小片段RNA和RNA修飾等。

而近年來，越來越多的研究表明異常的表觀遺傳修飾會使基因錯誤地表達，引起代謝紊亂和疾病甚至腫瘤的發生，通過目前公認的液體活檢方式，檢測外周血中表觀遺傳標誌物可達到檢測癌症的目的。

理論上，表觀遺傳學檢測能夠把所有的癌症都在早期檢測到，特別是有高度異質性的肝癌，所以在癌症早篩和輔助診斷方面表觀遺傳學檢測有巨大的潛力且臨床前景明確。

三

肝癌患者在早期無明顯癥狀，甚至患病後較長時間毫無知覺。由於缺乏用於早期診斷的靈敏特異的生物標誌物，肝癌患者常常錯過最佳治療期，臨床預後差，一般就診時已到中晚期，甚至已向肺部等處轉移。

目前運用傳統檢測手法，如甲胎蛋白（AFP）在肝癌早期診斷中的價值十分有限，有40%的早期肝癌患者無法被檢測出，這成為影響我國肝癌死亡率的重要原因，因此，尋找新型的、高效的肝癌早期篩查方式顯得尤為重要。

基於表觀遺傳學在腫瘤早期篩查方面的特性，5hmC高通量檢測技術的發明，為解決這一問題帶來了新的可能。

5hmC高通量檢測技術是由芝加哥大學何川教授合作開展的，是通過在臨床收集近4000例樣本，經機器學習和大數據分析，利用肝癌樣品和健康良性樣品的差異基因建立5hmC肝癌診斷模型。

近期得出研究結論：

5hmC高通量檢測技術最大的優勢在於它能夠實時監控癌症的狀態，及時反映受檢者是否患癌，是一個真正具有實際意義的癌症早篩技術，可大幅提高肝細胞癌症檢測的準確率（靈敏度達90%、特異性可達94%），相信應用於臨床不僅能提高肝癌的早期診斷率，還能及時監測肝癌的複發和轉移。

目前該項技術在芝加哥大學、北京大學合成與功能生物分子中心、華山醫院復旦大學消化疾病研究所、復旦大學附屬中山醫院、第二軍醫大學第三附屬醫院東方肝膽外科醫院等多家醫院、研究機構正在進行多項研究合作。

何川教授——表觀遺傳學開拓者之一

美國芝加哥大學化學系終身教授、John T. Wilson講席教授、芝加哥大學生物物理動力學研究院主任、芝加哥大學癌症研究中心會員。

2009年成為北京大學長江講座教授，開設合成與功能分子生物中心，並任主任；

2012年受聘中國科學技術大學客座教授，在武漢大學、中山大學、貴州大學、上海中山醫院等擔任客座教授；

2013年入選美國霍華德休斯醫學院（HHMI）研究員，是當時唯一入選的華人科學家（當時大約有330位HHMI研究員，其中169人是美國科學院院士）；

2017年參與籌建未來基因診斷高精尖創新中心，並擔任被稱為「中國的諾貝爾獎」的「未來科學大獎」評審委員；

迄今已經發表超過300篇SCI學術論文，在國際頂尖期刊（Nature、Science、Cell）正刊發表研究文章超過15篇。

第二十一屆全國臨床腫瘤學大會暨 2018 年 CSCO 學術年會將於 2018 年 9 月 19-23 日在廈門舉辦。易畢恩攜5hmC高通量檢測技術參與會議，向與會專家、學者及醫生詳細介紹了cfDNA中5hmC作為診斷和預後標誌物在癌症中的應用。這項新技術為腫瘤臨床早篩帶了無限可能。

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參考文獻

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