2025年3月6日,香港中文大学卢煜明院士团队在Cancer Cell(IF=48.8)在线发表题为“Fragmentomics profiling and quantification of plasma Epstein-Barr virus DNA enhance prediction of future nasopharyngeal carcinoma”的研究论文。该研究评估了血浆Epstein-Barr病毒(EBV)DNA片段组学分析在鼻咽癌(NPC)筛查中的临床应用价值。研究发现,血浆EBV DNA的独特分子特征存在于未立即确诊NPC但未来患NPC风险较高的人群中。结合血浆EBV DNA的分子分析将影响NPC筛查方案,并提高癌症风险预测效能。
循环肿瘤DNA(ctDNA)分析,通常称为癌症液体活检,已逐渐被公认为癌症诊断的有效工具,不仅如此,其在癌症筛查中的应用也引起了广泛关注。人们已经探索和评估了各种ctDNA分析的分子方法,用于早期癌症检测,包括突变、甲基化和片段组学。虽然这些新型检测方法报告了令人满意的癌症检测诊断效果,但研究基于ctDNA的检测是否能在癌症筛查环境中带来积极的临床影响(例如提高生存率)也很重要。NPC是探索这一临床影响问题的良好模型。NPC在流行地区与EBV密切相关。血浆中癌症衍生的EBV DNA是癌症检测、预测和监测的有效肿瘤标志物。因此,研究团队之前进行了一项前瞻性研究,并通过基于聚合酶链反应(PCR)检测筛查了超过20000例血浆EBV DNA受试者。与未筛查人群相比,行筛查人群在早期确诊NPC的比例更高,早筛查的这种改善也显示出生存获益的转化。这些通过筛查确诊NPC患者比未筛查但有症状患者的无进展生存期更长。这证明了血浆EBV DNA分析对早期NPC检测的潜在临床价值,并可能为筛查其他类型的癌症提供宝贵经验。
在NPC筛查队列中,有些受试者血浆EBV DNA呈阳性(采用PCR检测),但在验证性检查(即内窥镜检查和磁共振成像MRI)后未发现患有NPC。为此,研究团队最近对该队列进行了第二轮筛查,筛查间隔中位数约为首次招募后4年。两轮筛查均采用相同的两个时间点实时PCR血浆EBV DNA检测方法。具体而言,每位筛查受试者均在基线接受检测,如结果为阳性,则将在4周后通过同一PCR方法重新检测。在这种检测下,参与者根据血浆EBV DNA状态分为3组,即阴性(基线为阴性)、暂时阳性(基线为阳性,重新检测时为阴性)和持续阳性(基线和重新检测时均为阳性)。研究团队将第二轮筛查对象的临床状况与四年前第一轮血浆EBV DNA结果进行了关联分析。分析显示,第一轮血浆EBV DNA呈阳性的受试者在第二轮筛查中确诊NPC的风险更高。第一轮血浆EBV DNA持续阳性的受试者在第二轮确诊NPC的相对风险是第一轮血浆EBV DNA阴性者的16.8倍。同样,当基于无细胞DNA(cfDNA)的遗传或表观遗传学分析用于其他类型癌症的筛查时,一些受试者的检测结果为阳性,但经确认后未发现癌症。因此,研究团队在NPC筛查研究中得出的结论揭示在未立即可识别到癌症的个体中,血浆中存在的癌症相关异常与其未来患癌风险之间的关系。
虽然通过PCR确定血浆EBV DNA可提示未来患NPC的风险,但研究团队建议进一步探索第一轮血液样本中已经存在的血浆EBV DNA分子特征的差异,如果存在,将在第二轮中分析是否确诊NPC的人群之间的差异。假设此类分子分析能更好地区分两组人群,从而提升风险预测效能。本研究对首轮血液样本进行靶向EBV测序,以分析血浆EBV DNA的分子特征,包括定量分析以及片段组学特征,如大小、末端基序及基于片段组学的甲基化分析(FRAGMA)。
研究机制
在包含约20000例接受两轮筛查的前瞻性队列中,研究团队分析了首轮通过PCR检测EBV DNA阳性受试者(n=558)的血浆样本。研究发现,第二轮确诊NPC的受试者表现出独特的单核小体模式、NPC相关末端基序(即CC基序缺失)以及通过FRAGMA识别的甲基化异常。具有上述片段组学异常且EBV DNA载量更高的受试者,其第二轮确诊NPC的相对风险是PCR检测EBV DNA阴性受试者的87.1倍。这些结果表明,血浆DNA片段组学特征可预测未来癌症风险。结合血浆EBV DNA的分子分析将影响NPC筛查方案,并提高癌症风险预测效能。