基于循环游离DNA末端基序检测的食管鳞状细胞癌及其癌前病变预测模型建立及验证

• Published in: 中华肿瘤杂志 Vol. 46; no. 6; pp. 549 - 565
• Main Authors: 刘思瑶, 李政奇, 窦利州, 张月明, 刘勇, 刘雨蒙, 柯岩, 刘旭东, 伍海锐, 楚江涛, 贺舜, 王贵齐
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 国家癌症中心 国家肿瘤临床医学研究中心 中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院内镜科，北京100021%中日友好医院普外科代谢减重中心，北京100029 23.06.2024
• Subjects: 液体活检; Squamous cell carcinoma; Biomarker; cfDNA; Terminal motifs; 鳞状细胞癌; 末端基序; 生物标志物; Liquid biopsy; 食管肿瘤; 循环游离DNA; Esophageal neoplasms
• ISSN: 0253-3766
• DOI: 10.3760/cma.j.cn112152-20231207-00353

目的:探索并建立基于循环游离DNA（cfDNA）末端基序检测的食管鳞状细胞癌（ESCC）预测模型，并评估其用于ESCC早期检测的可行性。方法:前瞻性收集2021年8月至2022年11月中国医学科学院肿瘤医院201例ESCC、46例食管高级别上皮内瘤变（HGIN）、46例食管低级别上皮内瘤变（LGIN）、176例食管良性病变患者和29例健康对照的血浆样本进行cfDNA提取、文库构建与测序。将ESCC患者和对照组受试者随机分为训练集（284例）和验证集（122例）。对训练集中ESCC及对照组cfDNA末端基序矩阵标准化处理及差异特征筛选，经主成分分析降维、十折交叉验证及随机森林递归特征消除后训练并建立随机森林分类模型Motif-1（M1），在验证集和癌前病变组中验证其性能。将癌前病变组患者纳入数据集后随机分为训练集（243例）、验证集（105例）、测试集（150例），采用与M1相同的方法使用训练集训练并构建随机森林模型Motif-2（M2），在验证集中检验并确定最佳阈值，在测试集中进行性能检测。结果:构建了2个基于cfDNA 末端基序检测的ESCC及其癌前病变的预测模型，M1模型在验证集中的灵敏度为90.0%，特异度为77.4%，曲线下面积（AUC）为0.884；M1模型预测LGIN、HGIN及T1aN0期食管癌的灵敏度分别为76.1%、80.4%和91.2%，联合预测HGIN及T1aN0期食管癌的灵敏度为85.0%，且预测分值和灵敏度随着恶性肿瘤的临床分期上升而增加（ P＜0.001）。M2模型在测试集中灵敏度为87.5%，特异度为77.4%，AUC为0.857；M2模型预测食管癌前病变及ESCC的灵敏度分别为80.0%和89.7%，联合预测HGIN及T1aN0期食管癌的灵敏度为89.4%。 结论:构建的2种基于 cfDNA 末端基序的血浆检测模型在ESCC及其癌前病变中具有较高的灵敏度及特异度，可用于早期ESCC检测。