名古屋大学研究生院医学系研究科的清水大助教、小寺泰弘教授和松井佑介副教授、东京大学同位素综合中心的谷上贤瑞特任副教授和秋光信佳教授、东京大学研究生院新领域创成科学研究科的波江野洋特任副教授以及九州大学医院别府医院外科的三森功士教授等人组成的研究团队，通过全面分析DNA胞嘧啶中的约45万个位置的甲基化状态，成功制作了可以同时诊断和鉴别27种恶性肿瘤的甲基化面板。有望发展成可通过采血和验尿等液体活检准确识别恶性肿瘤位置的筛查技术。相关研究成果已发布在Cancer Gene Therapy的电子版上。
制作出可以同时诊断和鉴别27种恶性肿瘤的甲基化面板（供图：名古屋大学）
近年来，从肿瘤渗入血液中的ctDNA作为恶性肿瘤的检测对象备受关注。恶性肿瘤的存在，可以通过采血检测血液中的恶性肿瘤中基因突变，就可以证明其存在。但几乎所有发生在恶性肿瘤中的基因突变都是各种恶性肿瘤所共通的，因此即使通过检测血液中的基因突变知道存在恶性肿瘤，也很难诊断其生长在哪个器官上。
研究团队通过对公共数据库中登记的28种恶性肿瘤共7950个病例的约45万个位置的DNA甲基化数据进行比较分析，提取了其中27种恶性肿瘤分别特有的特征性甲基化的胞嘧啶。另外，为了将范围缩小到恶性肿瘤特有的异常甲基化上，与来自707个病例的正常组织DNA甲基化数据进行了比较，此外为了用于采血诊断，还与95例健康人的全血DNA甲基化数据进行了比较，最终制作了分析2572处DNA甲基化位点的甲基化面板。制作的甲基化面板能够清晰地聚类和区分包括一种无法提取癌组织特征性DNA甲基化位点的恶性肿瘤在内的28种恶性肿瘤。另外，研究团队还把27种恶性肿瘤的病例分布拟合为基于β分布的概率密度曲线，并将假阳性和假阴性最小化的DNA甲基化值设为诊断恶性肿瘤存在的阈值，由此能以高灵敏度和特异度诊断27种恶性肿瘤。
研究团队利用在自家设施获得的样本验证了甲基化面板的诊断能力，针对乳腺癌、大肠癌和胃癌的冷冻组织样本，通过DNA甲基化阵列检测调查了DNA甲基化状态并应用于甲基化面板，确认几乎所有样本都能诊断为对应的恶性肿瘤。虽然制作甲基化面板使用的公共数据库主要由欧美人的数据构成，实验证实利用日本人的样本也成功进行了诊断，这表明使用面板时可以不分种族。
研究团队从公共数据库获取恶性肿瘤患者的血样甲基化数据，验证了面板能否应用于以ctDNA为对象的采血检测。在利用健康人、乳腺癌、大肠癌和肺癌患者的血样进行的验证中，健康人的假阳性率仅3.7％，而乳腺癌和大肠癌的绝大多数病例都能诊断为对应的恶性肿瘤。另一方面，在肺癌病例的血样中，由于血液中所含的ctDNA量较少，很难作为肺癌检测出来，未来ctDNA甲基化分析技术的开发备受期待。
此外，研究团队还利用原发灶不明的癌症患者的血液数据，验证了能否利用甲基化诊断面板推测原发灶。结果显示，利用甲基化诊断面板推测的原发灶与根据临床病程预测的原发灶基本一致。
此次开发的DNA甲基化面板表明，主要利用肿瘤组织数据就可以鉴别和诊断27种恶性肿瘤。未来，如果ctDNA甲基化分析技术的开发取得进展，还能以更高的精度应用于血液检测诊断。研究团队旨在开发一种筛查技术，可以通过一次采血诊断多达27种恶性肿瘤。
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
