手艺研发
ca88基因在ESMO 2020上宣布3项癌症早筛早诊最新研究效果
ESMO 2020，ca88基因以poster的形式宣布了与海内多家顶级三甲医院和着名临床专家相助的3项癌症早筛早诊最新研究效果，内容基于ca88基因的专利ctDNA甲基化检测手艺，涉及肺癌、甲状腺癌、胰腺癌等多个我国常见癌症的早筛早诊临床研究，手艺性能居于全球领先水平。
一、ESMO 2020 ca88基因早筛新希望之肺癌：ctDNA甲基化标记物可用于肺癌精准早筛
ca88基因与四川大学华西医院、复旦大学隶属肿瘤医院相助，在ESMO 2020年会上宣布了“Identification and validation of circulating tumor DNA methylation markers for lung nodule stratification（ctDNA甲基化标记物在肺癌早期检测中的应用）”专题壁报。
这项研究通过层层筛选、机械学习建模，开发了基于ctDNA甲基化液体活检的Luna剖析要领，能通过组织样本准确区分良性肺结节、肺癌（尤其是早期肺癌）。该研究批注，血浆中的癌症特异性甲基化特征可用于肺腺癌的早期检测，且具有较高的敏感性和特异性，可为肺癌和癌前病变提供有价值的诊断和筛查方法。
这项研究共入组了486例样本，包括肺组织样本218例（康健人肺组织60例，良性肺结节33例，浸润性肺癌80例，非浸润性肺癌45例）和血浆样本268例（康健受试者血浆样本79例，肺良性结节患者血浆96例，肺癌患者血浆93例）。研究职员首先对种种类型的肺组织样本和血浆样本举行比照筛选，从1545个DNA甲基化标记物中确定了223个最具肺癌特异性的DNA甲基化标记物，建设了Luna剖析模子。
图1 Luna剖析模子从血样收罗到数据剖析的事情流程
Luna模子基于四川大学华西医院、复旦大学隶属肿瘤医院2家海内顶级三甲医院的临床样本举行训练，以捕获肺腺癌（LUAD）患者ctDNA中常见的甲基化特征。该模子使用的ctDNA甲基化单倍型手艺，可以有用地将癌症信号与高配景噪声区脱离来，解决了血浆样本中ctDNA甲基化信号弱、难发明的问题。
图2 研究流程图
最后，为了验证Luna剖析能通过血浆中的DNA甲基化标记物准确识别早期肺腺癌，研究职员选取了63名肺腺癌受试者的血浆和49名康健受试者的血浆，构建训练集，以寻找候选DNA甲基化标记物，构建肺腺癌-正常血浆模子，最后在自力测试样本中举行验证（30名肺腺癌，30名康健受试者）。最终，构建了Logistic回归和随机森林模子，Luna剖析在测试集中的AUC划分为0.935（95%CI：0.867~0.989）和0.955（95%CI：0.903~0.966），如图3A、B所示，这批注Luna panel中包括的DNA甲基化标记物能通过血浆样本精准区分肺腺癌患者和康健受试者。别的，该研究还发明，在差别性别、年岁层和肺癌分期受试者中，Luna剖析均能获得与各亚组相匹配的、稳固的检测值区间，这说明Luna剖析不受性别和年岁的影响，能通过血浆检测准确区分肺腺癌患者和康健人，且Luna剖析判别早期肺癌患者和康健人的准确性较高，具备用于肺癌早筛的潜质，如图3C、D、E所示。
图3 DNA甲基化标记物通过血浆区分LUAD患者和康健人
资料泉源：
https://cslide.ctimeetingtech.com/esmo2020/attendee/confcal_2/presentation/list?q=Identification+and+validation+of+circulating+tumour+DNA+methylation+markers+for+lung+nodule+stratification
二、ESMO 2020 ca88基因早筛新希望之甲状腺癌：血液中的新DNA甲基化标记物被找到，可用于甲状腺结节良恶性判别
在ESMO 2020年会上，ca88基因与中山大学隶属第一医院相助宣布了“Discovery and validation of novel DNA methylation markers for thyroid nodule diagnostics in plasma（血液新DNA甲基化标记物在甲状腺结节诊断中的应用）”主题壁报。
该研究接纳ca88基因拥有自主专利的MONOD+及mTitan要领，建设了几种诊断模子，使用机械学习要领对甲状腺结节举行分类。研究团队用甲基化单倍型负荷（MHL）和甲基化单倍型频率（MHF）来体现甲基化单倍域(MHB)中的DNA甲基化水平，确定了>100个甲状腺乳头癌（PTC）特异性的DNA甲基化标记，并以深度测序来提高检测笼罩率和信噪比。
基于甲状腺结节患者组织样本和血浆样本的靶向甲基化测序和实时PCR检测效果，确定了适用于组织样本的ThyC-1 Panel和适用于血液样本的ThyC-2 Panel。
留一法交织验证效果批注，使用ThyC-1 Panel检测PTC和甲状腺良性结节（BTN）组织样本，SVM模子的平均AUC为0.97，ACC为0.88，如下图4所示，其准确性与KNN、LDA、随机森林、RegLogistic等经典机械学习要领相似，说明晰ThyC-1 Panel中的DNA甲基化标记物判别甲状腺结节良恶性组织的准确性极高。
图4 DNA甲基化标记物在组织样本中的准确性
在血浆样本检测方面，来自112例PTC患者和96例BTN患者的血浆，被分为训练集与测试集。ThyC-2 Panel中的DNA甲基化标记物在训练集训练后，再用测试集举行了验证，最终效果显示ThyC-2 Panel在测试集中的平均AUC为0.786（95%CI：0.700～0.859），如图5所示。这一效果说明，血浆中的DNA甲基化标记物可以较好地判别甲状腺结节的良恶性，有望开发成为甲状腺癌早期辅助诊断的非侵入性检测要领。
图5 DNA甲基化标记物在血浆样本中的准确性
资料泉源：
https://cslide.ctimeetingtech.com/esmo2020/attendee/confcal_2/presentation/list?q=Discovery+and+validation+of+novel+DNA+methylation+markers+for+thyroid+nodule+diagnostics+in+plasma
三、ESMO 2020 ca88基因早筛新希望之胰腺癌：cfDNA甲基化靶向测序，破解胰腺导管腺癌致命难题
在2020 ESMO年会上，ca88基因与北京协和医院、上海长海医院相助宣布了“Early detection of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) using methylation signatures in circulating tumor DNA【ctDNA甲基化特征在胰腺导管腺癌（PDAC）早期检测中的应用】”主题壁报。
该研究基于NGS手艺，开发了一个含有PDAC特异性DNA甲基化标记物的靶向测序Panel，并证实晰这一Panel能通过检测血浆样本准确识别PDAC。
该研究使用ca88基因拥有自主专利的MONOD剖析手艺，从PDAC组织样本和癌旁组织样本中识别出了具有PDAC特异性的DNA甲基化标记物，形成了PDAC V1 Panel。在去年的ESMO年会上，ca88基因已宣布了既往已揭晓标记物相关的基因在该研究标记相关的基因中高度富集，批注它们可能配合调理与PDAC病理相关的统一组基因。
今年，研究团队从去年揭晓的PDAC V1 Panel中选择了性能最好的标记物，构建了PDAC V2 panel，并增添每个目的的测序深度，大大提高了信噪比和样本之间的一致性。优化后的检测要领能通过血浆样本有用区分PDAC患者、正常比照人群和慢性胰腺炎（CP）患者，如图6所示，在测试集中判别PDAC与正常比照人群，该检测要领的平均AUC为0.911（95%CI：0.838～0.971）；在测试集中判别PDAC与CP，其平均AUC为0.847（95%CI：0.737～0.941）。
图6 cfDNA甲基化标记物区分PDAC、正常比照人群和CP的准确性
从图7 可知，用该检测要领和机械学习算法，在训练集和测试集中正常比照血浆、CP血浆和各期均可以获得相对应的、相对稳固的检测分数。由此可见，使用cfDNA甲基化标记物检测，可以高度准确地区分PDAC、正常比照人群和CP，并且cfDNA甲基化标记物用于PDAC早期检测具有可行性。
图7 cfDNA甲基化标记物区分正常比照人群、CP和 差别阶段PDAC的准确性
该研究进一步较量了cfDNA甲基化标记物与肿瘤标记物CA19-9通过血浆检测识别PDAC的准确性，如图8所示，在PDAC与正常比照组、CP的判别中，cfDNA甲基化标记物的准确性均要优于肿瘤标记物CA19-9（AUC：0.907 vs 0.887，0.882 vs 0.838），而cfDNA甲基化标记物与CA19-9团结应用可提高PDAC血浆检测的准确性，AUC划分为0.935和0.896。
图8 cfDNA甲基化标记物与肿瘤标记物CA19-9判别PDAC准确性的较量
在PDAC与正常比照组的测试集中，检测特异性为0.89时，cfDNA甲基化标记物在I期 PDAC中的迅速度要优于CA19-9。在PDAC与CP的测试集中，检测特异性为0.86时，cfDNA甲基化标记物的迅速度在PDAC各阶段中都要优于CA19-9。这说明，cfDNA甲基化标记物比肿瘤标记物CA19-9更相宜用于PDAC的早期检测。
总而言之，ca88基因使用RRBS要领在全基因组规模内筛选出了PDAC特异性DNA甲基化标记物，由此构建的PDAC靶向检测及其PDAC分类模子能使用血浆样本，将PDAC血浆从非恶性疾病中识别，显示了其应用于PDAC早期筛查和增进PDAC早期诊断的潜力。
资料泉源：
https://cslide.ctimeetingtech.com/esmo2020/attendee/confcal_2/presentation/list?q=Early+detection+of+pancreatic+ductal+adenocarcinoma+%28PDAC%29+using+methylation+signatures+in+circulating+tumour+DNA
