在全球結(jié)直腸癌發(fā)病率持續(xù)攀升的今天,早期篩查是降低死亡率的關(guān)鍵。然而,現(xiàn)有篩查手段存在明顯痛點(diǎn):結(jié)腸鏡檢查雖為“金標(biāo)準(zhǔn)”,卻因其侵入性導(dǎo)致人群依從性低;而廣泛使用的糞便免疫化學(xué)測(cè)試(FIT)雖便捷,但對(duì)癌前病變,尤其是晚期腺瘤(AA)的檢出敏感性很低(僅10-40%),致使大量患者錯(cuò)失早期干預(yù)窗口。
8月11日,菲鵬集團(tuán)聯(lián)合深圳市南山區(qū)人民醫(yī)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們發(fā)表于《Scientific Reports》的一項(xiàng)突破性研究,為這一困境帶來(lái)了全新解決方案。該研究詳細(xì)介紹了一種創(chuàng)新的結(jié)直腸癌早期篩查方法,通過(guò)前沿的生物信息學(xué)技術(shù)與嚴(yán)格的臨床樣本驗(yàn)證,成功篩選并驗(yàn)證了一組基于糞便樣本的信使RNA(mRNA)生物標(biāo)志物,其檢測(cè)性能在多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)上超越了現(xiàn)有非侵入性篩查手段。
針對(duì)現(xiàn)有篩查手段的痛點(diǎn),研究團(tuán)隊(duì)將目光投向了信使RNA(mRNA)技術(shù)。理論上,腫瘤細(xì)胞會(huì)脫落到腸道中,其獨(dú)特的mRNA表達(dá)譜可以成為檢測(cè)的“指紋”。因此,研究團(tuán)隊(duì)采用了“大數(shù)據(jù)篩選+臨床驗(yàn)證”兩步法策略:
1、大規(guī)模生物信息學(xué)篩選:研究團(tuán)隊(duì)整合了總計(jì)478個(gè)結(jié)直腸癌組織樣本和692個(gè)正常結(jié)直腸組織樣本的RNA測(cè)序數(shù)據(jù),通過(guò)復(fù)雜的生物信息學(xué)算法,團(tuán)隊(duì)設(shè)定了嚴(yán)格的篩選標(biāo)準(zhǔn),旨在找出理想的生物標(biāo)志物。這些標(biāo)準(zhǔn)包括:
· 在癌組織中表達(dá)水平顯著高于正常組織。
· 在癌組織中具有高表達(dá)豐度,以確保在稀釋的糞便樣本中依然可被檢測(cè)到。
· 在正常組織中表達(dá)水平極低(“低背景”),以減少假陽(yáng)性。
通過(guò)這種方式,研究人員從數(shù)萬(wàn)個(gè)基因中篩選出了兩個(gè)系列的候選基因:“高信號(hào)”基因(在癌組織中表達(dá)最強(qiáng))和“低背景”基因(在正常組織中幾乎不表達(dá)),并從中選出排名最高的20個(gè)基因進(jìn)入下一階段的臨床驗(yàn)證。
2、臨床糞便樣本驗(yàn)證:團(tuán)隊(duì)從114例臨床糞便樣本,包括33名結(jié)直腸癌(CRC)患者、28名晚期腺瘤(AA)患者和53名健康對(duì)照者提取RNA,并使用高靈敏度的實(shí)時(shí)定量PCR(qRT-PCR)技術(shù),精確定量了上述20個(gè)候選mRNA標(biāo)志物的水平。
對(duì)結(jié)直腸癌的檢測(cè)研究結(jié)果顯示:
· 20個(gè)基因的組合檢測(cè)顯示出極高的診斷效能,AUC值達(dá)到了0.94。
· 在95%高特異性的前提下,其靈敏度為75.5%。
· 其中,CPNE7、TGFBI和CXCL8等單個(gè)基因也表現(xiàn)出色,AUC值均超過(guò)0.8。
· 對(duì)晚期腺瘤(AA)的檢測(cè):
1)這組標(biāo)志物對(duì)癌前病變的檢測(cè)同樣有效,AUC值為0.83。
2)在92.6%的特異性下,其靈敏度達(dá)到55.8%。這一數(shù)據(jù)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)FIT測(cè)試對(duì)晚期腺瘤的檢出率。
此外,研究還發(fā)現(xiàn),盡管存在個(gè)體差異,但基因在組織中的表達(dá)水平與在糞便中的可檢測(cè)水平存在顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)性(Pearson相關(guān)系數(shù)為-0.57),這從根本上證明了利用組織數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)糞便標(biāo)志物的可行性。在20個(gè)候選基因中,有14個(gè)在CRC患者糞便中的表達(dá)量與對(duì)照組相比存在顯著差異,與組織預(yù)測(cè)結(jié)果高度吻合。
這項(xiàng)研究成功證明,基于生物信息學(xué)篩選的糞便mRNA檢測(cè)是一種極具前景的結(jié)直腸癌篩查策略。研究團(tuán)隊(duì)指出,未來(lái)通過(guò)優(yōu)化檢測(cè)技術(shù)(如增加糞便樣本處理量)和測(cè)試更多候選基因,有望進(jìn)一步提高檢測(cè)的靈敏度和特異性,為結(jié)直腸癌的早防早治提供更精準(zhǔn)、便捷的工具,極大提升人群篩查意愿,真正實(shí)現(xiàn)結(jié)直腸癌的“早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療”。
同時(shí),菲鵬集團(tuán)基于自身對(duì)于糞便mRNA檢測(cè)的深刻理解,搭建了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的糞便人源RNA的提取方法和糞便人源RNA全轉(zhuǎn)錄組的biomarker發(fā)現(xiàn)平臺(tái)。該平臺(tái)能夠有效彌補(bǔ)行業(yè)對(duì)于糞便人源RNA全轉(zhuǎn)錄組信息理解的空白,為研究腸道疾病的制藥公司提供更加全面的組學(xué)數(shù)據(jù)視角,結(jié)合特有的生物信息學(xué)算法助力創(chuàng)新靶點(diǎn)及標(biāo)志物的深度挖掘;推動(dòng)制藥公司創(chuàng)新靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、臨床試驗(yàn)效率及成功率的提升。
關(guān)于菲鵬:
菲鵬集團(tuán)作為全球領(lǐng)先的生命科學(xué)組織,以“AI驅(qū)動(dòng)+干濕閉環(huán)”前沿模式重塑診療研發(fā)范式,顯著提升創(chuàng)新靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)與轉(zhuǎn)化效率,已形成 “AI創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)-診斷整體解決方案-創(chuàng)新藥物療法” 智能診療三位一體的業(yè)務(wù)布局,產(chǎn)品與服務(wù)覆蓋全生命周期健康管理,加速精準(zhǔn)醫(yī)療實(shí)現(xiàn)。目前已構(gòu)建全球化研發(fā)、生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)與服務(wù)網(wǎng)絡(luò),產(chǎn)品覆蓋全球70余個(gè)國(guó)家及地區(qū),合作伙伴超2500家。菲鵬以AI驅(qū)動(dòng)、診療閉環(huán)的創(chuàng)新平臺(tái)鏈接全球醫(yī)療資源,持續(xù)助力構(gòu)建全民健康美好新未來(lái)。
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