以色列特拉维夫大学的研究团队近日在《npj Precision Oncology》上发表了一项突破性研究,展示了一种仅需60美元、无需DNA测序的血液检测方法,可高灵敏度识别肺癌。该技术通过分析循环游离DNA上的甲基化模式,利用荧光标记和微阵列芯片捕获肿瘤的“化学指纹”,为肺癌的早期筛查和治疗监测提供了经济高效的新工具。
甲基化:肿瘤的隐形标记
DNA甲基化是表观遗传修饰的一种,在不改变DNA序列的情况下调控基因表达。癌细胞常表现出异常的甲基化模式,这些模式会随DNA片段释放到血液中。研究团队利用这一特性,从血液样本中提取游离DNA,经化学处理后扩增特定区域,并使用工程酶将荧光标记附着在甲基化位点上。随后,标记的DNA被置于杂交微阵列上,通过光学扫描检测荧光模式,从而判断是否存在肺癌相关的甲基化特征。
该方法的优势在于绕过了传统液体活检依赖的下一代测序技术,后者成本高昂且需要复杂的计算分析。相比之下,新方法基于标准的荧光标记和微阵列平台,可在常规临床实验室中实施,大幅降低了技术门槛和成本。
临床验证:高灵敏度与特异性
研究纳入了103名参与者,包括51名肺癌患者和52名健康对照。团队基于170个基因组区域开发了诊断特征,并在独立的盲法验证组中进行了测试。结果显示,对于2-4期肺癌,该方法的灵敏度达到93.1%,特异性为90.3%。此外,研究还发现,腺癌和鳞状细胞癌(非小细胞肺癌的两种主要亚型)的甲基化模式存在差异,这意味着该技术未来可能不仅用于检测癌症,还能提供肿瘤类型信息。
肺癌是全球健康的主要威胁。据GLOBOCAN估计,2024年全球约有260万人被诊断为肺癌,约190万人因此死亡,使其成为最常见癌症和癌症死亡的首要原因。低剂量CT筛查虽能降低高危人群的肺癌死亡率,但假阳性率较高,常导致不必要的侵入性检查。研究团队认为,这种血液检测可作为CT的补充,帮助医生判断可疑结节是否需要进一步检查。
治疗监测的潜力
研究还初步探索了该方法在治疗监测中的应用。在对患者进行纵向随访时,DNA甲基化模式的变化与医学影像结果一致:治疗有效的患者,其分子特征向健康对照方向转变;而无效患者则无显著变化。尽管这一发现尚需更大规模研究验证,但提示血液采样可能为医生提供一种无创的治疗反应监测手段。
研究负责人、特拉维夫大学的Yuval Ebenstein教授表示:“我们的目标是让癌症诊断的血液检测更普及、更简单、更便宜,同时不牺牲准确性。我们开发的新方法无需基因测序,而是通过光识别肿瘤的化学‘指纹’,该技术可在标准临床实验室中实施。这是向开发辅助影像检查、帮助医生诊断肺癌和监测治疗效果的工具迈出的重要一步。”
尽管结果令人鼓舞,但研究仍属概念验证阶段,样本量有限,且最佳性能集中在2-4期癌症。未来需要在更大规模、更多样化的人群中验证其在1期肺癌、常规筛查人群以及可能影响甲基化的其他疾病中的表现。
DOI: 10.1038/s41698-026-01547-2