作者:李晨阳 来源:中国科学报 发布时间:2018/8/28 8:59:26
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提前10年预测白血病,可能性几何?

 

■本报记者 李晨阳

“早发现、早诊断、早治疗”,被认为是人类对抗癌症最有效的方式。问题是:我们究竟能“早”到什么程度?日前,一支国际研究团队在《自然》杂志上发表了一篇引人注目的论文。光看题目就很震撼:《对健康个体急性髓系白血病风险的预测》。

假设老王于2018年确诊急性髓系白血病,那么时光倒流到2008年,他还是个各方面都很正常的健康人,可以开开心心地在家门口看奥运。如果那个时候,科学家在他的血液中发现了可能导致未来癌变的迹象,老王的命运会如何改变呢?

把干预白血病的战线提前10年

白血病大致可以分为四大类型。其中急性髓系白血病(AML)的发病率随年龄显著增长。对65岁以上确诊的患者来说,死亡率已经超过90%。大多数情况下,病人还没察觉到早期症状,病魔就已经悄然降临。

“我们的研究表明,在症状出现前很多年,我们就能预测出AML发病风险最高的个体。”论文通讯作者之一、多伦多大学教授John Dick告诉《中国科学报》记者,“也就是说,我们可能有长达10年的时间进行干预。”

在AML发病之前,患者血液中的造血干细胞/祖细胞(HSPCs)会出现大量的突变和重复序列。但在那些最终没有发展成AML的健康个体中,随着年龄增长,也会积累这样的HSPCs突变——这种现象被称作年龄相关的克隆性造血。

科学家要做的,就是把最终导致恶性肿瘤的突变和那些良性的年龄相关克隆性造血区分开。他们分析了95名AML患者的外周血细胞,这些样品平均在确诊前6.3年获得,被命名为“前AML组”。“对照组”则包括414名按照年龄和性别进行匹配的个体。

分析发现,与对照组相比,前AML组的每个样本具有更多突变,更高的变异等位基因频率,显示出了更大的克隆扩增以及特定基因突变的富集。

研究人员用遗传参数推导出了一个模型,预测哪些人可能具有罹患AML的风险。因为AML很少见,研究人员也开发了使用大型电子健康记录数据库的AML预测模型,它可以识别出风险较高的个体。

其他肿瘤也能这么预测吗?

“要在健康人群中实现AML的早期筛查和风险评估,目前还缺乏有效可行的手段。这项研究在一定程度上填补了这一空白。”上海交大附属第六人民医院教授贾伟对《中国科学报》记者说。

令他感兴趣的是,研究者追踪了AML发病前5到10年间,血液中体细胞突变的种类和数量。这让人们看到,随着相关基因突变的累积,AML的发病风险也在逐步递增——这是一个动态的变化过程。

那么究竟是什么原因,让血液中同样存在突变的个体,有些患上了白血病,有些则成为幸存者呢?

Dick解释道:“或许一些外部因素,比如微环境或炎症等,正在促进这些白血病前期细胞的增殖,从而增加转化的机会。”“同时识别内部和外部信号,能为我们提供更高的早期检测准确率。”

Dick相信,利用血液中的循环DNA,不仅对白血病及其他血液病的早期检查有重要意义,也能为其他类型组织的肿瘤研究开辟道路。

“除血液肿瘤外,其他类型的肿瘤也伴有一些易感基因的改变,因此这项研究可能有一定借鉴意义。”贾伟说。但他也指出,目前采用的循环DNA方法,检测的是由肿瘤灶内部的肿瘤细胞释放到血液中的DNA,如果采用外周血DNA测序来检测细胞突变的程度,在预测肿瘤风险的时间上会相对滞后一些。

也就是说,要根据这个对其他肿瘤进行筛查,可能就没有那么“早”了。

再加把劲,未来用到临床上

这种预测方法能尽快进入临床,成为白血病早期筛查的一大法宝吗?

仅从目前这篇论文来看,可能是有点问题的。贾伟就直接指出:文中基因突变预测模型的假阳性率还很高,“预测效果并不好”。

针对这一点,研究者引入了红细胞分布宽度来提高诊断准确率,虽然诊断敏感性(真阳性结果的百分数)只有25.7%,特异性(真阴性结果的百分数)却达到了98.2%。贾伟认为,未来如果把两者结合起来,也许可以大大提高AML早期筛查的技术可行性。

事实上,看似普通的血液常规检测(白细胞计数、血小板计数、红细胞宽度分布等),在这项研究中可不容小觑。Dick说:“在AML风险较高的人群中,仅通过血常规检测,就能在一定程度上减少需要接受进一步筛查的人数。”

目前这项技术面临的限制因素还包括突变基因测序成本较高、AML发病率很低导致可研究的样本量非常稀少、相关的机器学习技术还不够成熟等。

但研究团队本身还是相当乐观的。Dick声称,他们将利用所获得的知识来创建一组更精细、更集中的基因突变集,以便实现更高的预测性和更低的成本。

另一位通讯作者、英国维康桑格研究所的George Vassiliou也向媒体表示,他们准备基于这项研究建立更加牢固的筛查测验。“我们希望,AML的预防终将成为治疗的有效替代方案。”他说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-018-0317-6

《中国科学报》 (2018-08-28 第1版 要闻)
 
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