旧金山(基因组网)——根据香港中文大学研究人员的一项新研究，一种针对爱泼斯坦巴尔病毒的无细胞DNA测序方法可以识别可能患有鼻咽癌的个体。由Dennis Lo领导的团队在一份报告中描述了这种方法研究本周发表在美国国家科学院院刊．
这项工作改进了Lo的团队之前发表的一项研究，该研究使用PCR检测爱泼斯坦巴尔病毒DNA，将无症状的个体推荐给进一步的测试，研究人员正在与癌症诊断初创公司Grail合作，将该测试商业化。
Grail公司的企业传讯主管Charlotte Arnold说，该公司目前正在验证其版本的检测方法，该方法将同时使用qPCR和NGS，以确保其性能与中大团队在《柳叶刀》杂志中报告的相当PNAS研究。因为它之前说的在美国，Grail计划今年在香港推出这项检测，然后将推广到其他鼻咽癌患病率类似的东南亚国家。阿诺德没有透露Grail公司商业化测试计划的细节，比如预期的成本，以及该公司是将其作为普通人群筛查测试推出，还是将最初针对被认为患病风险较高的个人。她说，该公司将在接近发射时提供更多细节。
东南亚的鼻咽癌患病率高于世界其他地区，约为每10万人35例。如果早期发现，5年生存率高达95%，但如果发现后期，5年生存率将下降到60%。然而，大多数患者是无症状的，因此80%被诊断为晚期疾病。
罗的团队发表了一项2万名患者的研究去年在新英格兰医学杂志描述了一种基于聚合酶链反应(pcr)的检测方法，该方法筛选与鼻咽癌相关的无症状个体的Epstein Barr病毒循环DNA，并在34个个体中检测到癌症。
然而，该版本的测试有两个主要问题:它的阳性预测值很低，而且它要求病毒呈阳性的个体在四周后返回进行第二次筛查。
洛说，大约5%的普通人群的血浆中会检测到爱泼斯坦巴尔病毒DNA，尽管不是所有这些人都患有鼻咽癌。洛说，大约一个月后进行第二次筛查有助于排除那些病毒DNA只能暂时检测到的个体，将假阳性减少约四倍。只有那些在第二次检测中仍呈阳性的人才会被推荐进行额外的诊断检测，如核磁共振或内窥镜检查。
但要求进行第二轮测试“为大规模实施带来了许多后勤困难，”罗说。
洛说:“如果你试图在实际的临床实践中使用这种方法，你告诉一个人他们的血液测试呈阳性，并在四周后再来检查，那个人会非常担心，很多人还是会选择做内镜镜检查。”“这有违初衷。”
因此，他说，自从描述了PCR技术以来，该团队一直在寻找方法来提高检测的特异性，并消除后续检测的要求。在此之前，Lo的团队和其他研究小组已经证明了血浆中细胞游离DNA的不同来源以及它是否来源于癌症。例如，罗的团队之前发现肝细胞癌患者的循环肿瘤DNA比非癌症患者的循环无细胞DNA短，并发现了这一点大小差异可以帮助区分胎儿来源的循环无细胞DNA和母体DNA。其他人也发现了ctDNA和背景无细胞DNA之间类似的大小差异。华盛顿大学的分支领头羊生物正致力于将基于细胞游离DNA碎片模式的癌症诊断技术商业化，该vwin德赢ac米兰合作团队曾使用该技术来确定组织起源。
根据这些先前的研究，中大研究小组假设鼻咽癌患者和非鼻咽癌患者的病毒DNA之间可能存在分子差异。
在本周的研究中，研究人员使用了之前分析的2万个样本。首先，研究人员对基于聚合酶链反应(pcr)的检测在血液检测或首次筛查中都发现了爱普斯坦巴尔病毒的个体进行了研究，计算出那些最终被诊断为癌症的人血浆病毒DNA浓度高于那些没有患癌症的人。
接下来，研究人员观察了癌症患者和非癌症患者的病毒DNA分子谱是否存在差异。为此，他们首先分析了10名鼻咽癌患者和40名在第一次或两次检测后病毒DNA呈阳性的无癌个体。
他们使用靶向测序方法以爱泼斯坦巴尔病毒为目标，每个样本产生约7000万个映射读取。测序证实，癌症患者的病毒DNA比例高于非癌症患者。此外，他们还发现癌症患者和非癌症患者的病毒DNA大小存在差异。
大多数循环的常染色体DNA片段长度在160个碱基对左右。先前评估循环肿瘤DNA的研究发现，平均长度略短。在这项研究中，研究人员发现，在无癌症个体中循环的病毒DNA甚至更短，而来自癌症个体的病毒DNA片段比常染色体DNA略短，但比来自无癌症个体的病毒DNA更长。
研究人员假设，在癌症患者身上检测到的病毒DNA来自肿瘤内的癌细胞。在这些情况下，病毒DNA很可能与基因组结合，因此与组蛋白结合。
根据之前的工作，Lo说循环DNA的平均大小约为160到170个碱基，因为包裹在组蛋白核心上的一段DNA大约有140个碱基，另外还有20个碱基连接区。在之前的肝癌研究中，该团队证明ctDNA没有20个碱基连接区。
相比之下，无癌个体的病毒DNA没有整合到基因组中。Lo说，在这些情况下，血浆病毒DNA“可能是从病毒复制中释放出来的”。
研究小组利用这些观察到的大小差异得出了一个比率，将处于特定大小范围内的病毒DNA的比例与处于该大小范围内的常染色体DNA的比例进行了比较。然后，他们在剩下的患有癌症的个体、232名没有癌症但有循环病毒DNA的个体以及另外31名来自不同队列的鼻咽癌个体上验证了他们的分析。
总的来说，当他们结合基于计数的分析来确定病毒DNA浓度和基于大小的分析时，靶向测序检测的灵敏度为97.1%，特异性为99.3%，PPV为19.6%，比PCR检测的PPV为11%且需要在两个时间点采样的方法有了改进。在单一时间点使用PCR检测时，PPV仅为3.1%。
然而，基于聚合酶链反应的方法的一个优点是它的低成本。在NEJM例如，研究人员报告说，检查的成本仅为30美元，而内窥镜检查和核磁共振检查的成本分别为80美元和1000美元。
对于商业测试来说，降低成本的一种方法是将PCR分析和NGS结合在一个两层测试中，这仍然可以在一个时间点上进行一次抽血。最初的聚合酶链反应检测可以筛出近95%的被检测人群。然后，只有5.5%的血液样本在最初的PCR检测中检测到EBV将继续进行测序。这就是Grail计划用于商业测试的策略。
Lo说，检测循环的病毒DNA可能对其他病毒相关的癌症有影响。例如，他说，他的团队也在研究与人类乳头状瘤病毒相关的癌症，如宫颈癌和头颈部癌症。“现在还处于早期阶段，”他谈到这项工作时说，但“基本上我们正在寻找一种类似的方法来分析血浆中的HPV。”