IVD前沿丨尿液来进行卵巢癌检测

卵巢癌是全球最致命的妇科癌症，由于早期无特异性症状，患者多在晚期确诊。早期疾病的5年总生存率为92%，而晚期疾病的生存率仅为29%。DNA甲基化介导的肿瘤抑制基因沉默发生在癌症发展的早期，因此有望在早期发现癌症。在临床采集的宫颈刮片或血液中测量体细胞突变、非整倍体或DNA甲基化，已经显示了基于分子的卵巢癌诊断测试的巨大潜力。然而，这些分子变化尚未在患者友好的样本类型，比如家庭自收集的患者尿液和子宫颈阴道自收集样本中进行研究。

近日，杂志Communications Medicine上发表了一篇题为“Molecular analysis for ovarian cancer

detection in patient-friendly samples”的文章。在这项研究中，作者探讨了分子检测在家庭收集的尿液和宫颈阴道样本以及临床采集的宫颈刮片中检测卵巢癌的潜力，包括甲基化标志物、体细胞拷贝数变异(SCNA)和DNA片段化模式。结果显示，在卵巢癌患者家中收集的尿液样本中，三个甲基化标志物的甲基化显著升高(C2CD4D ；CDO1；MAL)，其中C2CD4D和CDO1在宫颈刮片样本也具有显著区别。在23例卵巢癌患者的尿液样本中，有4例发现了拷贝数变化。然而良性病例尿液中类似的高甲基化水平对创建临床有用的测试提出了挑战。

图片来源：Communications medicine

主要内容

研究实验方法

甲基化标记被认为适合卵巢癌的检测包括标记研究中描述的宫颈癌和子宫内膜癌检测患者友好的样本类型（GALR1，GHSR，MAL，PRDM14，SST，ZIC1），和卵巢癌检测宫颈擦伤和血浆（C2CD4D，CDO1，NRN1）。当正常输卵管与高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)组织的甲基化水平比较时，所有标记物均有明显的显著差异。

对54例诊断为高度可疑卵巢肿块的患者(良性25例，恶性29例)进行样本收集，包括家庭采集的尿液、宫颈阴道自收集样本和临床采集的宫颈刮片。使用在卵巢组织样本上验证的定量甲基化特异性PCR对所有样本进行了9个甲基化标记的测试，并与健康对照进行了比较。最后还通过低深度全基因组测序对卵巢癌患者尿液样本进行了拷贝数分析。

研究流程图。图片来源：Communications medicine

DNA甲基化水平

在卵巢肿块患者的尿液样本中升高

尿液和宫颈阴道自收集样本被定义为患者友好的样本类型，适合卵巢癌检测的甲基化标记包括GALR1，GHSR，MAL，PRDM14，SST，ZIC1，C2CD4D，CDO1，NRN1。将健康对照组与卵巢癌患者进行比较，9种甲基化标记物中的3项指标在full void尿液中有显著区别(C2CD4D，Cdo1，MAL)，尿上清(MAL)和尿沉积物(GHSR)中各有一个指标有显著区别(如下图)。良性和恶性肿块中除GHSR外，大多数甲基化标志物的甲基化水平都相当高。

DNA甲基化水平在卵巢肿块患者不同样本中的区别。

图片来源：Communications medicine

DNA甲基化水平

在卵巢肿块患者的宫颈刮片中升高

但在宫颈阴道自收集样本中无显著区别

与健康对照组相比，临床采集的卵巢癌患者宫颈刮片中两种标志物的甲基化水平显著升高(C2CD4D，CDO1)，但无法区分卵巢肿块的良恶性。宫颈阴道自收集样本中的标记物均未显著升高(如上图)。

DNA甲基化水平在宫颈刮片和尿液样本之间存在相关性

比较配对样本中宫颈刮片和尿液中上文有显著区别的基因(即C2CD4D、CDO1、GHSR、MAL)的DNA甲基化水平，以评估其相关性。full void尿液中的个体标志物与尿上清(r = 0.52-0.61)和尿沉淀(r = 0.67-0.76)有中度至强烈的相关性。full void尿液与宫颈刮片的相关性最好(r = 0.42 ~ 0.59)，尿上清与宫颈刮片的相关性较弱(r = 0.33 ~ 0.45)。

在尿cfDNA中可检测到拷贝数变异

通过对25例卵巢癌患者(n = 23)和健康对照(n = 2)的尿液上清样本进行低深度全基因组测序，验证了尿液中存在卵巢癌来源的DNA。在23个测序的卵巢癌患者尿液上清样本中，有4个发现了异常的全基因组拷贝数谱(下图)。这些病例的尿液与原发肿瘤组织的拷贝数谱一致。

肿瘤比例最高的患者尿上清中MAL的甲基化水平也最高。此外，通过比较健康对照和肿瘤分数低、高的卵巢癌患者的cfDNA读数，分析片段大小分布。结果显示，健康对照和肿瘤分数低的样本的片段大小为111bp，具有高肿瘤分数的癌症样本显示更短的片段长度，为80 bp。

尿液上清液样本的全基因组体细胞拷贝数图谱。

图片来源：Communications medicine

总结与讨论

通过靶向qMSP测定和低深度全基因组测序，分别在卵巢癌患者家中收集的尿液样本中检测到一组标记物甲基化水平和SCNA升高。但良性病例的甲基化水平同样很高，这对开发临床有用的测试提出了挑战。在宫颈阴道自收集样本中，没有一种标记物显示甲基化水平升高。然而，考虑到样本量相对较小，还不排除使用宫颈阴道自收集样本检测卵巢癌。优化分析如增加原始样品的输入或改进DNA分离方法，可以增强阴道样品中的卵巢癌信号。

该研究的局限性是样本数相对较少，缺乏早期癌症。鉴于卵巢良性和恶性肿块的异质性，需要更大的样本系列和更复杂的方法来确定家庭采集的宫颈阴道自身样本和尿液的临床适用性。此研究结果支持继续研究尿液生物标志物对卵巢癌的检测，并强调在未来的研究中包括良性卵巢肿块的重要性。在患者友好的样本中进行分子生物标志物检测可以促进卵巢癌的早期检测，并对出现卵巢肿块的妇女进行分类，以管理专家转诊。这种方法可以帮助早期发现和指导患有卵巢肿块的妇女进行适当的专科护理。