肿瘤早筛早诊对于癌症预后改善具有重大意义。基于液体活检的肿瘤早筛技术具有安全、便捷等优势,成为目前早筛领域最火热的研究探索方向。复旦大学附属肿瘤医院蔡三军教授和彭俊杰教授团队与威尼斯9499登录入口在肠癌早筛领域合作开展DECIPHER-Colon研究,基于cfDNA多组学片段特征建立了肠癌早筛模型,在早期肠癌筛查中实现94.8%特异性下,敏感性98%,性能优异。相关成果在线发表在最新一期的JHO杂志(Journal of Hematology & Oncology,IF:17.388)。文章第一作者是马晓吉博士,通讯作者是彭俊杰教授。
专家简介
彭俊杰 教授
复旦大学附属肿瘤医院大肠外科主任医师、医学博士
中国抗癌协会大肠癌专业委员会肝转移学组委员
中国抗癌协会大肠癌专业委员会青年委员
中国临床肿瘤协会(CSCO)营养专业委员会委员
上海市抗癌协会结直肠癌专业委员会委员
上海市抗癌协会青年理事
中国抗癌协会肿瘤遗传协作组委员、秘书
中国医师协会外科医师分会结直肠外科医师委员会(CSCRS)青年委员
中国医师协会外科医师分会结直肠癌MDT专业委员会青年委员
研究内容
DECIPHER-Colon纳入390例早期肠癌和进展性肠腺瘤患者(复旦大学附属肿瘤医院2018-2019年样本),其中早期肠癌298例,进展期腺瘤92例,提取血浆cfDNA,进行低深度的全基因组测序(WGS),与既往研究(已获科技部遗传办批准)中231例健康人血浆cfDNA低深度WGS测序数据进行对比分析。所有人群按照1:1随机分为Training队列(N=310)和Test队列(N=311),在Training队列中通过五种机器学习模型对cfDNA片段组学特征进行建模分析,整合构建了一套早期肠癌筛查模型,并进一步在Test队列中进行系统性验证(见图1)。
图1:研究设计及分析流程
研究亮点
DECIPHER-Colon研究采用威尼斯9499登录入口自主研发的MERCURY多组学液体活检早筛技术,对单一指标的检测及分析方法进行了全面升级,预测性能国际领先。
经过机器学习对多种特征进行整合建模后,多特征模型的早筛性能显著优于单一特征模型。
研究结果显示,采用低深度WGS测序,深度低至1X时模型同样具有很高的筛查性能,做到成本可控,具有较高临床落地可行性。
DECIPHER-Colon研究建立的早筛模型不仅对于早期肠癌具有优异的筛查性能,MERCURY技术在进展期腺瘤中同样显示巨大潜力,真正助力实现防癌于未患。
研究结论
五种cfDNA特征均显示较好的早筛性能:DECIPHER-Colon研究早筛模型纳入了片段长度比例(FSR)、片段长度分布(FSD)、末端序列(EDM)、断裂点序列(BPM)和拷贝数变化(CNV)这五种cfDNA特征,每种特征均能有效区分肠癌/肠腺瘤患者和健康人群,显示了较好的肿瘤早筛性能。(图2 A)
多特征整合模型性能相比单一特征性能更优:DECIPHER研究采用多种机器学习算法将五种cfDNA特征整合为一个肠癌早筛模型,整合模型区分早期肠癌与健康人AUC高达0.990(95% CI 0.981-0.998),在特异性94.8%条件下敏感性高达98.0%,区分进展期腺瘤与健康人AUC高达0.983(95% CI 0.968-0.999),在特异性94.8%条件下敏感性高达95.7%,显著优于单一特征。(图2 B)
模型在超低深度测序情况下仍然显示强大的早筛性能:DECIPHER-Colon研究平均测序深度为9.75X,对样本进行低深度抽样分析,结果显示测序深度从4X逐步降低至0.5X,模型早筛性能仍处于较高的性能区间。在1X测序深度下,模型AUC仍然高达0.982,在94.8%特异性条件下敏感性仍高达94.4%。(图2 C)
A
B
C
图2:A. 五种cfDNA特征肠癌早筛性能
B. 多特征整合模型肠癌早筛性能
C 不同深度WGS肠癌早筛性能
威尼斯9499登录入口是国内NGS领域最早布局开展肿瘤早筛研发的企业之一,通过大量研发投入对比了cfDNA突变、甲基化、片段特征、病原微生物等多种液体活检早筛技术,最终形成了自主研发的MERCURY早筛技术。威尼斯9499登录入口基于该技术与临床专家在常见恶性肿瘤中开展了DECIPHER系列早筛研究,其中DECIPHER-Lung、DECIPHER-Liver和DECIPHER-Colon研究的初步数据分别在今年的WCLC和EMSO会议上大放异彩,展现了优异的早筛性能。本次DECIPHER-Colon研究数据率先在JHO发表,成为国内首个发表的cfDNA片段组学肠癌早筛研究,进一步验证了MERCURY技术的早筛性能,为液体活检在肿瘤临床早筛中的落地应用开发提供了有力保障。
威尼斯9499登录入口致力于肿瘤精准医疗、伴随诊断及临床转化研究,为医院提供一站式NGS解决方案;中国独角兽企业
NGS及液体活检实验室获CAP / CLIA / ISO15189三重国际认证,197次通过国家卫健委临检中心室间质评
公司核心技术人员参与发表以及公司参与临床研究项目发表SCI论文共420多篇,总影响因子(IF)超3500分;2020年度江苏省科学技术二等奖:“肺癌精准医学高通量测序检测技术的创新与产业化”项目;拥有发明专利22项(其中境内20项),其中形成主营业务收入的发明专利19项
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基于ATG-Seq等液体活检技术的CALIBRATE系列多癌种围术期大型临床研究成果相继发表。2021年5月,前瞻性多中心早中期肠癌术后ctDNA MRD大型临床研究(CALIBRATE-CRC)成果发表于J Hematol Oncol(IF=23.2);2021年9月,液体活检预测直肠癌新辅疗效的大型临床研究(CALIBRATE-RC-nCRT)成果发表于PLoS Med(IF=11.6);2021年11月,前瞻性早中期肺癌术后ctDNA MRD大型临床研究(CALIBRATE-NSCLC)成果发表于Nature Comms(IF=17.7);2022年5月,ctDNA预测局晚期NSCLC精准放化疗疗效大型临床研究(CALIBRATE-LC/EC-CRT)成果发表于Mol Cancer(IF=41.4)
基于MERCURY多组学液体活检技术的DECIPHER系列多癌种早筛研究成果相继发表。2021年10月,大型肠癌早筛临床研究(DECIPHER-Colon)成果发表于J Hematol Oncol(IF=23.2);2021年12月,大型肝癌早筛临床研究(DECIPHER-Liver)成果发表于Hepatology(IF=17.3);2022年6月,国内首个大型泛癌种早筛研究(DECIPHER-Multi)成果发表于Mol Cancer(IF=41.4);2022年6月,大型肺癌早筛临床研究(DECIPHER-Lung)成果发表于eBioMedicine(IF=11.2)