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北京基因組所開發泌尿生殖系統腫瘤診斷和預後的液體活檢技術

  

    泌尿生殖系统(genitourinary, GU)腫瘤是指發生在泌尿生殖系統上的腫瘤,包括腎癌,尿路上皮癌,前列腺癌等。到2020年,全世界GU癌症的估計發病率將超過200萬,死亡人數約80萬人。目前對GU腫瘤的診斷和監測方法多爲侵襲性和/或缺乏敏感性和特異性。液體活檢技術憑借其無創或微創、實時監控等優勢已然成爲腫瘤研究領域的新興技術。 

  近日,中科院北京基因組研究所慈維敏組與北京大學第一醫院、北京大學第三醫院以及北京大學航天中心醫院合作開發了泌尿生殖系統腫瘤診斷和預後的液體活檢技術,該項研究成果以“Non-invasive Detection and Localization of Genitourinary Cancers Using Urinary Sediment DNA Methylomes and Copy Number Profiles”爲題在學術期刊《歐洲泌尿學雜志》(European Urology)在線發表。 

  基于尿沈渣DNAGU腫瘤診斷和定位,研究團隊開發了GUseek技術。該技術通過對225GU腫瘤患者(60例前列腺癌,100例尿路上皮癌,65名腎癌患者)和88名健康人群的尿沈渣DNA進行低深度全基因組重亞硫酸氫鹽測序,獲得了每個樣本的DNA甲基化和拷貝數變異信息。基于該信息構建的二元分類器,能夠准確地從健康個體中檢測出GU腫瘤(尿路上皮癌AUC=0.972,前列腺癌AUC=0.940,腎癌AUC=0.962)。最終,團隊建立了集成分類系統GUseek。經比較,該系統優于其他6種廣泛使用的機器學習算法,對非腫瘤組、尿路上皮癌組、前列腺癌組和腎癌組的總體准確率達到90.57%。此外,結合TCGA的臨床數據,研究團隊建立了一個有效預測尿路上皮癌和腎癌患者的預後風險評估模型。 

  該研究首次證明尿沈渣DNA甲基化和CNA聯合分析在GU腫瘤早期診斷、複發監控、治療評估等潛在臨床應用方面的可行性,並爲其在GU腫瘤患者預後生存評估的應用提供了一個概念性證明。 

  该研究得到了中國科學院战略性先导科技专项、国家自然科学以及国家重点研发计划等基金资助。 

  論文鏈接 

  基于尿沈渣DNA甲基化和拷貝數信息對泌尿生殖系統腫瘤進行檢測,定位和預後評估的液體活檢技術示意圖