技术研发
鹍远生物基于cfDNA甲基化检测用于辅助诊断乳头状甲状腺癌再添重磅研究
2023-03-07
来源：鹍远生物
近日，由鹍远生物与中山大学附属第一医院内分泌科肖海鹏教授团队等共同合作，运用简化基因组甲基化测序（RRBS）和靶向甲基化测序技术（mTitan）及甲基化单倍型分析方法（MHL），构建了基于cfDNA的甲基化标记panel，用于辅助鉴别诊断乳头状甲状腺癌（PTC）与甲状腺良性结节（BTN）。该研究论文“Cell-free DNA methylation biomarker for the diagnosis of papillary thyroid carcinoma”，已正式发表于柳叶刀子刊eBioMedicine（IF：11.205）上。
01 研究方法
甲状腺癌是最常见的内分泌系统恶性肿瘤，其中发病最多的是PTC，尤其是直径≤1cm的微小乳头状癌（PTMC）。通过超声诊断发现高达68%的普通人群携带甲状腺结节，但受检测医师判断力和设备质量的影响，超声检查在诊断结节良恶性方面的准确率变动较大（55%-91%）。因此为辅助临床诊断，急需能准确判断甲状腺结节良恶性的术前无创方法。
本研究是一项运用cfDNA甲基化标记用于无创检测PTC的大样本量回顾性研究。研究纳入了2012年至2019年间在中山大学附属第一医院和中山大学附属肿瘤医院就诊的408名甲状腺结节患者，其中包括220名PTC患者和188名BTN患者。研究分为三个阶段：第一阶段：发现PTC血浆中的候选甲基化标记物；第二阶段：开发基于靶向甲基化测序的PTC特异性标记物检测panel；第三阶段：在血浆样本中训练和验证第二阶段的panel。（图1）
图1 研究流程图
02 研究结果
通过从PTC和BTN的组织和血浆样本中自主发现新甲基化标志物，并结合已发表的其他来源的甲基化标志物，经过测试后最终建立了包含98个甲基化标志物的甲状腺癌甲基化捕获和检测方法ThyMet。随后，通过建立含10折交叉验证的LASSO模型，以训练集样本的检测数据，从98个标志物中识别出6个用于进行PTC血浆预测。这些标记物用于在训练集中开发了一套基于线性回归的PTC血浆分类模型，即ThyMet分类器（classifier），其灵敏度和特异度分别达到71.2%和78.8%。而该分类器在验证集中展现出稳定的灵敏度（75.0%）和特异度（72.3%）。（图2）
对比ThyMet分类器和基于ACR TI-RADS标准对结节进行超声分级（US）的诊断效能发现，它们在区分BTN和PTC血浆样本上总体相近（AUC：0.828 VS 0.833），但前者特异度更高，后者灵敏度更高。（图2b）
图2 ThyMet、超声ACR TIRADS分类及ThyMet-US用于在训练集（a）和验证集（b）血浆样本中诊断PTC的ROC曲线图
在诊断PTMC方面，ThyMet也比超声展现出更高的特异度（94.4% VS 22.2%，图3a）。
在诊断直径＞1cm的PTC结节中，ThyMet在保持高特异度的同时提高了灵敏度（80.9% VS 59.0%）。相比较超声检查，ThyMet的特异度依旧领先（87.1% VS 77.1%，图3）。
基于超声检查更高的灵敏度和ThyMet更高的特异度，可预见联合诊断的性能更好。通过以逻辑回归方式整合ThyMet分类器评分和超声分级，建立的联合预测模型（ThyMet-US），当设置0.505的阈值时，其在训练集中的AUC高达0.992（灵敏度95.4%，特异度81.3%）；在验证集中ThyMet-US依旧表现优异，AUC达到0.923（灵敏度95.7%，特异度70.8%，图2）。
同样的相比超声检查，ThyMet-US在检测PTMC时，保持了92.4%的高灵敏度，特异度也较超声提高了一倍（图3a）。在检测>1cm的PTC时，联合检查也显著优于超声检查（AUC 0.964 VS 0.917，图3b）
图3 ThyMet、超声ACR TIRADS分类及联合ThyMet-US用于在不同结节大小的血浆样本中诊断PTC和BTN的ROC曲线图（a≤1cm, b>1cm）
研究结论
综上可见，基于cfDNA甲基化的ThyMet检测能较好地区分BTN和PTC，具有无创性和较高的准确性。ThyMet联合超声检查优势互补，可为优化甲状腺结节人群管理提供一种有效途径。
