一文了解癌癥檢測創新性研究成果！

　　時至歲末，轉眼間2019年已經接近尾聲，迎接我們的將是嶄新的2020年，在即將過去的2019年里，科學家們在癌癥檢測領域取得了多項重要的研究成果，本文中，小編就對本年度科學家們在癌癥檢測研究領域取得的重磅級研究成果進行整理，分享給大家！

　　圖片來源：CC0 Public Domain

　　【1】JACS：微型DNA探測器能夠提高癌癥檢測準確度

　　doi：10.1021/jacs.9b05598

　　近日，一項刊登在國際雜志Journal of the American Chemical Society上的研究報告中，來自杜克大學的研究人員通過研究發現，一種新的、使用由DNA制成的微小電路可以通過其表面上的分子特征來識別癌細胞。文章中，研究人員通過相互作用的合成DNA鏈形成了簡單的電路，這些合成DNA鏈比人的頭發細了數萬倍。與計算機中的電路不同，這些電路通過附著到細胞外部并分析細胞表明特異性高表達的分子標記。如果電路找到目標，它會發出一個很小的發光“標簽”。

　　由于該設備能夠以比以前的方法更高的特異性區分細胞類型，因此研究人員希望他們的工作可以改善診斷，并為癌癥治療提供更好的目標；以前曾使用過類似的技術來檢測癌癥，但它們更容易產生錯誤信息。當細胞混合物帶有一種或多種DNA檢測器靶向的目標蛋白質時，會出現錯誤識別。

　　【2】Sci Transl Med：科學家基于DNA片斷的尺寸開發出了一種新型的癌癥血液檢測技術

　　doi：10.1126/scitranslmed.aat4921

　　日前，一項刊登在國際雜志Science Translational Medicine上的研究報告中，來自英國、丹麥、波蘭、荷蘭和瑞士的科學家們通過對血流中循環的腫瘤DNA片段的尺寸進行研究，開發了一種新型的癌癥檢測技術，文章中，研究者描述了如何在不同類型的癌癥中應用這種新型技術。

　　研究者Ellen Heitzer指出，人類的血液中含有許多小型的DNA片段，其中大部分為白細胞，但有時候也會引入其它的分子，比如，孕婦血液中會有來自胎兒機體的DNA，或者機體中會有來自癌變細胞的DNA片段；研究者表示，來自腫瘤的DNA在尺寸上不同于血液中其它類型的DNA，腫瘤的DNA片段尺寸往往要小于其它的DNA片段。

　　【3】Nat Commun：科學家開發出了一種鑒別惡性腫瘤的新型診斷技術

　　doi：10.1038/s41467-019-12570-2

　　日前，一項刊登在國際雜志Nature Communications上的研究報告中，來自瑞典卡羅琳學院等機構的科學家們通過研究開發了一種新型廉價的方法來識別趨于惡性的高度異質性腫瘤，這類腫瘤或許需要進行積極性地治療和應對。

　　癌細胞的常見特性就是染色體或基因組中基因拷貝數的改變（CNAs，copy number alterations），在相同腫瘤中，屬于腫瘤不同構造部位的細胞攜帶著不同的CNAs，攜帶較多CNAs的腫瘤往往更具侵襲性，即使患者進行了嚴格的治療，這類腫瘤也會死灰復燃。這項研究中，研究人員開發了一種名為CUTseq的新型基因組手段，其能以比現有技術更低的成本對相同腫瘤不同部位中的CNAs的水平和類型進行評估分析。

　　【4】Neoplasia：尿液生物標志物有助于非侵入性前列腺癌診斷

　　doi：10.1016/j.neo.2019.07.010

　　最近，來自Vattikuti泌尿外科研究所的副研究員Nallasivam Palanisamy博士領導的一項研究表明，在前列腺癌發生過程中，一種名為KLK4的編碼蛋白的基因和另外一種名為KLKP1的假基因存在“融合”現象。由于可以在前列腺癌患者的尿液樣本中檢測到這種獨特的生物標記物，從而提供了一種非侵入性的檢測手段。

　　目前，前列腺特異性抗原（PSA）檢查被用作前列腺癌的標準篩選方法。但是，PSA水平升高的現象并非前列腺癌所獨有，它們也可能由良性前列腺疾病引起。因此，為了確診，在發現PSA測試結果陽性的時候，患者需要接受進一步的活體檢查，這種本不必要的檢查有時可能導致出血和感染的風險。對此，這項研究的發現可能會提供一種更準確和可靠的診斷前列腺癌的方法。

　　【5】JAMA Network Open：突破！新型人工智能系統或能優于臨床醫生對乳腺癌進行準確診斷！

　　doi：10.1001/jamanetworkopen.2019.8777

　　近日，一項刊登在國際雜志JAMA Network Open上的研究報告中，來自加利福尼亞大學的科學家們通過研究開發了一種人工智能系統，其或能夠幫助病理學家更準確地讀取活組織檢查結果及更好地檢測并診斷乳腺癌。這種新型系統能幫助解釋醫學成像結果從而用于診斷乳腺癌（人眼無法有效區分），其幾乎能夠像一名經驗豐富的病理學家一樣對乳腺癌進行準確診斷。

　　研究者Joann Elmore表示，從一開始就得到正確的診斷結果是非常重要的，這樣才能夠幫助我們對患者進行最有效地診斷和治療；2015年研究人員發現，病理學家對乳腺癌活組織檢查結果的解釋存在很多不一致的想法，而且每年有數百萬女性都會接受乳腺活組織檢查手術；早期研究結果表明，每6名原位導管癌（一種非侵入性的乳腺癌）的女性中就有1名會出現錯誤診斷，而且大約一半的乳腺異型性活組織檢查病例（與高風險乳腺癌相關的異常細胞）都會被給出錯誤的診斷。

　　圖片來源：Yale University

　　【6】Science子刊：新型ctDNA血液測試可顯著改善乳腺癌診斷

　　doi：10.1126/scitranslmed.aax7392

　　在一項新的研究中，為了解決這個問題和改進對血漿中微量殘留腫瘤DNA的檢測靈敏度，來自美國亞利桑那州菲尼克斯市轉化基因組學研究所等機構的研究人員開發出一種稱為靶向數字測序（targeted digital sequencing， TARDIS）的方法，用于多重分析患者特異性的癌癥突變。在參考樣本中，在使用相當于單管血液的輸入DNA的情形下，通過同時分析8到16個已知突變，TARDIS在突變等位基因分數（mutant allele fraction）為0.03%和0.003%時分別實現91%和53%的靈敏度，它的檢測特異性為96%，相關研究結果發表在Science Translational Medicine期刊上。

　　在來自33名患有I期至III期乳腺癌的女性患者的80份血漿樣本中，這些研究人員成功地分析了每名患者多達115個突變。在治療前，TARDIS在所有患者中檢測到ctDNA（中位等位基因分數為0.11％）。在完成新輔助療法后，與殘留疾病患者相比，實現病情完全緩解的患者的ctDNA濃度較低（中位等位基因分數分別為0.003％和0.017％，P = 0.0057，AUC = 0.83）。此外，實現病情完全緩解的患者在新輔助治療期間表現出更大的ctDNA濃度下降。

　　【7】JNCI：一種新型無創檢測技術有望準確診斷惡性前列腺癌！

　　doi：10.1093/jnci/djz112

　　近日，一項刊登在國際雜志Journal of the National Cancer Institute上的研究報告中，來自加利福尼亞大學等機構的科學家們通過研究在尿液中鑒別出了一種新型的生物標志物，其或能幫助檢測惡性前列腺癌，相關研究結果有望幫助科學家們闡明惡性前列腺癌的發病機制，并開發出新型的抗癌療法。

　　前列腺癌很容易進行診斷，但研究人員卻很難將癌癥患者分為細分為不同風險的群體，當前的手段（包括PSA檢測和活檢）往往存在著較高的錯誤率，而且常常會引發患者出現嚴重的并發癥，比如致死性的感染等，而對尿液中的特殊生物標志物進行檢測就是一種無創性的手段，其能準確幫助區分緩慢發展的前列腺癌和具有潛在致死性的前列腺癌。

　　【8】Nat Med：利用人工智能準確地診斷肺癌，準確率高達94%

　　doi：10.1038/s41591-019-0447-x

　　在一項新的研究中，軟件工程師和臨床研究人員之間的合作產生了一個人工智能程序，該程序使用圖像來預測哪些人將患上肺癌，準確率為94%。這個研究團隊發現這個算法與放射科醫師基于同一個人的多次計算機斷層掃描（CT）來篩查癌癥一樣準確，并且當它僅能從一個人那里獲得一次掃描時，它的表現優于醫生，相關研究結果發表在Nature Medicine期刊上。

　　研究人員表示，這些人開發出的這種技術將極大地提高篩查的準確性，美國國家衛生研究院（NIH）之前針對吸煙者進行肺癌篩查的一項研究已發現，通過CT掃描檢測這種疾病的早期癥狀可將死亡率降低大約20％，但是活組織檢查等程序導致一些CT掃描出現假陽性的人死亡（NEJM， 2011， doi：10.1056/NEJMoa1102873）。為了了解人工智能（AI）是否可以增強放射科醫師在分析CT掃描時的準確性，該研究團隊將早期NIH研究中的數千次CT掃描輸入到谷歌的計算機中，同時輸入的還有患者的后期診斷結果。

　　【9】Cell Rep：新技術或有望幫助改善惡性轉移性腦癌的診斷和治療

　　doi：10.1016/j.celrep.2019.03.085

　　近日，來自耶魯大學的科學家們通過研究開發了一種新型工具來分析癌細胞在擴散或轉移到大腦的過程中是如何被改變的，相關研究刊登于國際雜志Cell Reports上；本文研究結果有望幫助研究人員開發改善轉移性腦癌早期診斷和治療的新型手段。

　　如今大腦的發生率在不斷攀升且患者能夠接受到的療法非常有限，研究者Don Nguyen說道，一旦腫瘤轉移到大腦，大多數的藥物療法就變得不再有效了，這似乎就是一個非常棘手的問題，因為目前很多藥物是無法進入大腦發揮作用的。這項研究中，研究人員利用癌癥轉移的異種移植物模型進行研究，在該模型中，腫瘤細胞能被轉移到缺失免疫系統的小鼠體內，隨后研究者開發了一種新型系統，其能對異種移植組織樣本進行極其精確的RNA測序，從而檢測人類腫瘤細胞和小鼠細胞中基因的表達狀況，基因表達能夠驅動蛋白質的產生，從而塑造細胞在機體中的特殊角色，比如肺部組織細胞或肌肉細胞等。

　　【10】ACS Comb Sci：新技術快速檢測癌細胞！腫瘤早期診斷不是夢！

　　doi：10.1021/acscombsci.8b00165

　　等待癌癥篩查測試結果的過程讓人度日如年，而現在的方法至少需要數天甚至數周，早期診斷和快速的制定治療方案會產生更好的結果。現在一項分析癌細胞表達的蛋白的新技術展現出了更快檢測多種細胞類型的潛力。

　　研究人員表示，我們最近開發了一種新方法可以快速篩查出生物靶標，如蛋白質或者抗體。他們相信這種篩查手段可以被用于開發出更快更靈敏的技術去鑒定病人血液樣品中的癌細胞。這將加快癌癥診斷并導致病人更好的預后。這項新技術作為封面文章發表在ACS Combinatorial Science雜志上。研究者Trader說道，我們開發這種技術是因為我們想開發出更好的針對一系列疾病的篩查技術，尤其是腫瘤，它已經影響了我的許多朋友和家人，因此能夠開發出更好的癌癥診斷技術對我們很有意義。

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　　【11】Nanoscale ：石墨烯探測器助力肺癌的早期診斷

　　doi：10.1039/C8NR08405J

　　神奇材料石墨烯可以成為解鎖下一代早期肺癌診斷的關鍵，一項刊登在Nanoscale雜志上的研究報告中，來自埃克塞特大學的一組科學家開發出一種新技術，可以創建一種高靈敏度的石墨烯生物傳感器，能夠檢測最常見的肺癌生物標志物分子。

　　新的生物傳感器設計可以徹底改變現有的電子鼻（電子鼻）裝置，識別特定蒸汽混合物的特定成分  -例如人的呼吸-并分析其化學成分以確定原因。該研究團隊認為，新開發的設備具有以盡可能早的方式識別特定肺癌標志物的潛力，方便且可重復使用-使其既具有成本效益又對全球衛生服務提供者非常有益。

　　【12】Cancer Discov：科學家開發出診斷膀胱癌的新型尿液檢測技術

　　doi：10.1158/2159-8290.CD-18-0825

　　近日，一項刊登在國際雜志Cancer Discovery上的一篇研究報告中，來自斯坦福大學醫學中心的科學家們通過研究開發出了一種診斷并監測膀胱癌的高靈敏性尿液檢測技術，這種技術是通過對患者尿液樣本中的癌癥DNA片段進行分析來判讀結果的，研究者表示，這種針對膀胱癌的新型診斷技術重點對尿液樣本進行分析，尿液與膀胱腫瘤有著密切的關聯，而且膀胱腫瘤會向尿液中釋放一些DNA。

　　膀胱癌是第六大常見的癌癥，每年在美國有超過8萬人被診斷為膀胱癌，當前膀胱鏡檢查是最準確的膀胱癌診斷技術，這是一種對膀胱組織可視化的侵入性手段，其能采集膀胱組織樣本進行分析，而另外一種方法則是通過細胞學檢測來尋找癌細胞，這種方法雖然是無創的，但其敏感性卻并不理想。

　　【13】Nat Immunol：新型血液檢測手段或能幫助預測乳腺癌患者的疾病復發風險

　　doi：10.1038/s41590-019-0429-7

　　近日，一篇發表在國際雜志Nature Immunology上的研究報告中，來自美國希望之城綜合癌癥研究中心的科學家們通過研究開發了一種特殊的血液檢測手段，其或有望幫助預測新診斷的乳腺癌患者是否會在幾年后疾病復發。

　　醫學博士Peter P. Lee指出，這項研究中我們首次將實體瘤與血液生物標志物相聯系，生物標志物是能夠指示患者疾病是否處于緩解期的指示器，但個體被診斷為癌癥后，確定那些復發風險較高的患者非常重要，這樣能夠便于臨床中對患者進行更積極的治療和監測；基于腫瘤基因組分析的腫瘤分期及新型檢測手段往往能用來對疾病風險進行分層，然而預測性的血液檢測手段往往更具吸引力，但目前并未進行廣泛使用，因此研究人員就嘗試是否能夠改變目前的現狀。

　　【14】Nature子刊：人工智能助力白血病的診斷

　　doi：10.1038/s42256-019-0101-9

　　每天，醫學實驗室或診所等機構都要對數百萬個單細胞的診斷工作。大部分重復性工作仍由受過訓練的細胞學家手動完成，他們通過檢查染色涂片中的細胞并將其分為大約15個不同類別。為了順利完成上述工作，需要具備專業知識且訓練有素的細胞學家。

　　為了提高細胞分類以及檢測效率，來自慕尼黑LMU大學醫院等機構的研究人員“訓練”了一個具有近20，000個單細胞圖像的深層神經元網絡。在這項研究中，研究人員對 100例患有侵襲性血液病AML的患者和100例對照志愿者的血液涂片中提取了相關的圖像并且進行分析。通過比較其與人類專家的檢測準確性，從而評估AI驅動的檢測方法的效果。結果表明，由AI驅動的解決方案能夠取得與訓練有素的細胞學家一樣好的成績。

　　【15】BJC：新型檢測手段能提前兩年發現卵巢癌患者

　　doi：10.1038/s41416-019-0544-0

　　近日，一項刊登在國際雜志British Journal of Cancer上的研究報告中，來自貝爾法斯特女王大學的科學家們通過研究開發出了一種新型卵巢癌檢測手段，其能比目前的方法早兩年對卵巢癌進行診斷。研究者發現，整合四種特殊蛋白質的生物標志物檢測盤能夠有效揭示上皮性卵巢癌的可能性，上皮性卵巢癌是一種卵巢癌類型；利用這些生物標志物，研究人員隨后開發出了一種篩選性的檢測手段，相比當前檢測手段而言，這種新型檢測手段能早兩年對卵巢癌患者進行檢測。

　　這項研究中，研究人員對80名參與者的血液樣本進行了長達7年的追蹤分析，研究者Bobby Graham解釋道，首先我們發現，新型的生物標志物檢測盤能夠快速對上皮性卵巢癌進行檢測，隨后我們開發出了一種篩選手段來檢測這種生物標志物檢測盤，從而就能使其成為一種相對簡單的診斷手段。研究者表示，這種新型算法能夠對參與者的血液閹割版進行篩選，并標記任何與癌癥相關的異常蛋白水平。