循环肿瘤DNA在早期癌症诊断中的应用进展

摘要：目的：探寻循环肿瘤DNA（ctDNA）在早期癌症诊断里的应用价值，剖析其跟不同癌症类型以及肿瘤分期等因素之间的关系，为早期癌症的精准诊断给予理论依据。方法：选取2022-2024年于我院就诊的100例疑似癌症患者作为研究对象，这些患者被纳入研究的标准覆盖了多个方面，将那些合并有严重肝肾功能障碍、近期接受过与癌症相关治疗等情况的患者排除在外。另外选取了50例进行健康体检的人员作为对照组，这两组人员在年龄、性别等基础资料方面呈现出匹配的状态，经统计学分析，两者之间的差异并无统计学意义（P>0.05），有可比性。随后采集了所有研究对象10ml的外周血，在经过梯度离心分离出血浆之后，运用二代测序（NGS）技术来检测ctDNA，测序的深度达到了10000×以上。针对疑似癌症的患者开展了CT、MRI等影像学检查，以及癌胚抗原、甲胎蛋白等肿瘤标志物的检测工作，并以病理诊断作为金标准来评估诊断的效能。结果：在100例疑似患有癌症的患者当中，经过病理检查最终确诊为早期癌症的患者一共有45例，这些早期癌症患者的ctDNA阳性检出率比非癌症患者以及健康对照组都要高（P<0.05）；在不同的癌症类型里，肺癌和结直肠癌患者的ctDNA阳性检出率相对而言比较高；而在早期癌症患者之中，ctDNA浓度和肿瘤分期呈现出正相关关系（P<0.05）。结论：ctDNA在早期癌症诊断方面有着较高的应用价值，可当作早期癌症诊断的关键辅助办法，并且其检测结果跟癌症类型以及肿瘤分期紧密关联。

一、引言

癌症是全球性的公共卫生问题，它的发病率以及死亡率一直在不断上升，这对人类的生命健康以及生活质量造成了严重的威胁[1]。按照世界卫生组织给出的数据，全球每年新出现的癌症病例超过千万，并且大部分患者在确诊的时候就已经处于中晚期了，错过了最佳的治疗时机，使得五年生存率降低[2]。实现癌症的早期诊断，对提升患者治疗效果以及改善预后有着关键作用。

循环肿瘤DNA（ctDNA）是肿瘤细胞释放到血液循环系统里的DNA片段，它携带着肿瘤特异性基因突变、甲基化等相关信息，这为癌症诊断开辟了新的方向[3]。随着二代测序（NGS）等分子生物学技术出现革新，ctDNA检测的灵敏度以及准确性持续得到提升，在癌症早期诊断、预后评估以及治疗监测等方面都呈现出了较大的潜力。从理论上来说，借助检测血液当中的ctDNA，是可达成癌症早期筛查目的的，可以发现那些隐匿的微小病灶[4]。不过当下，ctDNA在早期癌症诊断里的应用依旧面临着不少挑战。不同检测技术的敏感性与特异性并不一致，这有可能致使检测结果出现偏差；而且ctDNA在不同癌症类型中的释放机制以及含量存在差别，其适用性有待去探索。

二、一般资料与方法

2.1研究对象

在2022年1月至2024年12月期间，于我院就诊的100例疑似癌症患者被选作研究对象，纳入标准：①呈现出如不明原因的消瘦、疼痛以及乏力等疑似与癌症相关的症状；②经临床初步判断有患癌症的可能性，然而尚未得到明确诊断；③患者及其家属知晓相关情况并同意，且愿意配合研究工作。排除标准：①合并有严重的肝肾功能障碍、血液系统疾病等会对检测结果产生影响的疾病；②近期接受过放化疗、手术等与癌症相关的治疗；③无法完成随访或者不配合检查的人员。选取了50例在我院进行健康体检且无癌症相关病史的人员作为对照组，对照组人员的年龄以及性别与研究组相互匹配，两组人员在基本资料方面的差异不存在统计学意义（P>0.05），具有可比性。

本研究已获得医院伦理委员会批准，所有研究对象均签署知情同意书。

2.2检测方法

采集了全部研究对象的外周静脉血10ml，把这些血液放置于含有抗凝剂的采血管当中，之后运用梯度离心法来分离血浆，分离完成后将血浆保存于-80℃的冰箱里留作备用。借助二代测序（NGS）技术对血浆里的ctDNA展开检测，具体检测流程如下：先是提取血浆中的DNA，运用磁珠法纯化DNA，以此保证DNA的纯度以及完整性；接着针对纯化后的DNA进行文库构建，添加有特异性的接头序列；随后利用桥式PCR技术对文库实施扩增，让其达到适宜测序的浓度；最后在高通量测序仪上开展测序工作，测序深度要达到10000×以上。针对所有疑似癌症的患者进行传统的影像学检查（包括CT、MRI、超声等）以及肿瘤标志物检测（如癌胚抗原、甲胎蛋白、糖类抗原系列等）。

2.3评估指标

把病理诊断结果当作金标准，以此来判断ctDNA检测、影像学检查、肿瘤标志物检测以及联合检测（ctDNA+影像学检查+肿瘤标志物检测）在早期癌症诊断方面的准确性[5]。评估指标有灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值以及准确率。灵敏度=真阳性例数/（真阳性例数+假阴性例数）×100%，它用来体现检测方法正确检测出癌症患者的能力；特异度=真阴性例数/（真阴性例数+假阳性例数）×100%，这是用来衡量检测方法正确排除非癌症患者的能力；阳性预测值=真阳性例数/（真阳性例数+假阳性例数）×100%，它表示当检测结果为阳性时，真正患有癌症的概率，阴性预测值等于真阴性例数除以真阴性例数加上假阴性例数的和再乘以百分之百，它表示检测结果为阴性时，真正未患癌症的概率；准确率=（真阳性例数+真阴性例数）/总例数×100%，它反映检测方法整体的诊断准确性。

2.4统计学方法

采用SPSS26.0统计学软件对数据进行分析。计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以率（%）表示，组间比较采用χ²检验。相关性分析采用Pearson相关系数法。以P<0.05为差异有统计学意义。

三、结果

3.1不同组别ctDNA阳性检出率比较

在100例疑似癌症患者中，经病理确诊为早期癌症的患者共45例，其ctDNA阳性检出率为73.3%（33/45）；非癌症患者55例，ctDNA阳性检出率为12.7%（7/55）；健康对照组50例，ctDNA阳性检出率为2.0%（1/50）。早期癌症患者组的ctDNA阳性检出率显著高于非癌症患者组和健康对照组（P<0.05），非癌症患者组与健康对照组之间的ctDNA阳性检出率差异无统计学意义（P>0.05），见表1。

表1不同组别ctDNA阳性检出率比较[n(%)]

 3.2不同癌症类型ctDNA阳性检出率比较

在45例早期癌症患者中，肺癌患者15例，ctDNA阳性检出率为80.0%（12/15）；结直肠癌患者12例，ctDNA阳性检出率为75.0%（9/12）；乳腺癌患者10例，ctDNA阳性检出率为60.0%（6/10）；肝癌患者8例，ctDNA阳性检出率为50.0%（4/8）。肺癌、结直肠癌患者的ctDNA阳性检出率相对较高，与乳腺癌、肝癌患者相比，差异有统计学意义（P<0.05），见表2。

表2不同癌症类型ctDNA阳性检出率比较[n(%)]

 3.3不同检测方法在早期癌症诊断中的效能比较

ctDNA检测的灵敏度为73.3%，特异度为87.3%，阳性预测值为82.5%，阴性预测值为79.1%，准确率为80.0%；影像学检查的灵敏度为64.4%，特异度为80.0%，阳性预测值为75.0%，阴性预测值为70.0%，准确率为72.0%；肿瘤标志物检测的灵敏度为57.8%，特异度为76.4%，阳性预测值为70.0%，阴性预测值为64.3%，准确率为67.0%；联合检测的灵敏度为91.1%，特异度为90.9%，阳性预测值为91.1%，阴性预测值为90.9%，准确率为91.0%。联合检测在早期癌症诊断中的各项效能指标均显著高于单一检测方法（P<0.05），见表3。

表3不同检测方法在早期癌症诊断中的效能比较(%)

 3.4早期癌症患者ctDNA浓度与肿瘤分期的相关性

在45例早期癌症患者中，随着肿瘤分期的升高，ctDNA浓度逐渐增加，经Pearson相关系数法分析，ctDNA浓度与肿瘤分期呈正相关（r=0.68，P<0.05）。

四、讨论

本研究的结果显示，ctDNA于早期癌症诊断里有较高的应用价值。早期癌症患者当中，ctDNA的阳性检出率明显高于非癌症患者以及健康对照组，ctDNA检测可有效地识别出早期癌症患者。在不同的癌症类型里，肺癌、结直肠癌患者的ctDNA阳性检出率相对而言较高，这或许是因为肺癌和结直肠癌的肿瘤细胞更易于释放DNA进入血液循环，又或许是由于这两种癌症的基因突变特征在血液中更易被检测到[6]。而乳腺癌、肝癌患者的ctDNA阳性检出率相对较低，这意味着在这些癌症类型的早期诊断中，可能要结合其他检测方法来提升诊断的准确性。

在早期癌症诊断里对不同检测方法的效能给予比较后可以发现，联合检测（ctDNA+影像学检查+肿瘤标志物检测）的各项效能指标都要高于单一检测方法。这是由于不同检测方法都有自身的优势与局限，ctDNA检测可于分子层面检测肿瘤相关基因突变，为早期癌症提供生物学信息；影像学检查可直观呈现肿瘤的形态、位置以及大小；肿瘤标志物检测可反映肿瘤细胞的代谢活动。联合检测可整合多种信息，彼此补充，提升早期癌症诊断的准确性[7]。

本研究发现早期癌症患者的ctDNA浓度与肿瘤分期呈现正相关关系，此结果与以往研究相符[9]。肿瘤进展时，肿瘤细胞增殖及侵袭能力提高，释放到血液中的ctDNA数量随之增加，故而ctDNA浓度可作为评估肿瘤进展及预后的潜在指标。未来临床实践中，动态监测ctDNA浓度变化，有望及时掌握患者病情变化，为制定个性化治疗方案提供依据。

然而此项研究存在一定限度：其一样本数量相对少，仅挑选了100例疑似癌症患者，或许难以全面呈现ctDNA在早期癌症诊断里的实际状况。其二研究只囊括肺癌、结直肠癌、乳腺癌和肝癌这四种癌症类型，对于其他癌症类型的适用性有待深入剖析。其三在检测技术层面，尽管二代测序技术有较高灵敏度与准确性，然而该技术操作繁杂、成本高昂，限制了其在临床中的广泛运用。未来研究可扩大样本规模，纳入更多癌症类型，优化检测技术，降低检测成本，同时结合人工智能等新手段，提升ctDNA在早期癌症诊断中的应用价值[10]。

参考文献

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