《自然医学》：重大突破《自然医学》：重大突破！科学家首次分

《自然医学》：重大突破！科学家首次分析癌前病变肺组织基因组、甲基化数据，找到肺鳞癌癌前诊断信号，有望消弭肺癌于无形今天，肺癌诊断领域迎来重大突破！英国伦敦大学学院的Sam Janes博士带领的团队首次实现，在肺鳞癌发生前，便对其进行诊断。他们通过对癌前病变组织进行测序发现，能够进展为侵袭性肺鳞癌的病变组织，在转录组和甲基化组等方面发生了明显变化。通过一些信号可以准确地预测能够进展为肺鳞癌的病变组织，曲线下面积达到0.93 。这项研究为很多肺癌患者提供了这样一个机会：在侵袭性癌症发生前，便对病变组织进行处理，及早治疗和预防癌症。这项研究发表在著名学术期刊《自然医学》上[1] 。肺癌是对人类健康威胁最大的恶性肿瘤，在所有癌症类型中，发病率和致死率都排第一，每年引起150万人死亡[2] 。有数据显示，在肺癌1期时确诊的患者， 1年生存率超过80% ， 5年生存率也超过30%；而在肺癌4期时才确诊的患者， 1年生存率则不到20% ，而5年生存率接近0[3] 。因此，对肺癌的早期诊断具有重要意义。肺鳞癌是肺癌中最常见的类型之一，是由肺部的癌前病变组织发展而来的。而癌前病变组织在变成癌症组织前，形态便已发生了变化。根据形态特征，可以将癌前病变组织分为低度病变和高度病变（肺癌原位病变）组织[4] 。这些低度病变和高度病变可以通过高分辨率的支气管镜（如荧光气管镜， AFB）进行区分[5] 。可问题是，高度病变组织有可能进展为癌症组织（50%），也可能自发地退化、消失（30%）。而这些组织在形态上并没有明显的差别， AFB还无法分别哪些组织会癌变，哪些组织会消退。肺癌原位病变组织可能进展，也可能消退这让医生和患者左右为难，不处理则可能发展为肺鳞癌；若按癌症组织处理，则可能造成过度治疗，给患者带来风险。在之前的文章中我们提到过，癌前病变组织要进化成为癌症组织，需要积累基因突变；同时，在基因表达和表观遗传（如甲基化）上也会发生相应的变化。肺部这些高度病变的组织虽然在形态上并没有明显的差别，但细胞内部可能已经发生了翻天覆地的变化。而这为我们提供了将这些能够进展为癌症的病变组织鉴定出来的机会。伦敦大学学院医院发起了一个早期肺癌监测项目，征集带有浸润前的肺癌原位病变的患者，希望通过测序手段鉴定出能发展为肺鳞癌的病变组织。他们共招募了140名患者，从其中85名患者中取了129份样本拿去进行转录组测序、甲基化组测序和全基因组测序。研究人员对这些患者进行了为期5年的随访，并定期进行AFB活检和CT扫描，检测癌前病变组织的发展。当患者被确诊为浸润性癌症时，会接受癌症治疗。随后，研究人员取了部分进展组织和消退组织的测序数据，构建预测模型，对癌前病变组织的发展方向进行预测。其中，用甲基化数据构建地模型对54个癌前病变组织的发展方向进行预测时，预测对了46个，准确率超过85% 。而当用这个模型预测TCGA数据库里的样本时，发现这个模型能够完美地将肺鳞癌组织与正常组织区分开，曲线下面积达到0.98 。当研究人员分析能引起染色体不稳定的基因的表达时，发现有5个基因在进展的癌前病变组织中显著上调。这些基因的表达能够很好地预测癌前病变组织是否会进展为癌症组织，其中用一个叫NEK2的基因进行预测时，曲线下面积达到0.93 。准确率相当高！这说明，当高度病变组织的NEK2基因高表达时，这个组织极有可能发展为肺鳞癌。 NEK2基因的表达可以预测癌变的发生这是科学家首先实现了对肺鳞癌的癌前诊断，这个发现将能指导医生对高危风险的患者进行提前干预和治疗。而且，用支气管镜检查检测癌前病变组织是一种侵入性极小的检测方式，常用于慢性咳嗽或有肺癌史的人的检查。因而，这种方法具有广阔的应用前景[6] 。研究者还提到，虽然并不是所有有肺癌风险的人都能接受支气管镜检查，但是他们的发现可能有助于开发一种更简单的血液检测方法，来检测与早期癌症发展相关的分子信号[6] 。届时将有更多的人受益。同时，这项研究也让科学家对肺鳞癌早期病变过程的研究成为可能，有助于发现更多有价值的信息，为新的治疗方法奠定基础。本文作者表示，这可能预示着一个时代的到来，在这个时代，可以利用分子图谱为具有肺癌风险的人提供个性化的治疗方案。