兩種相似度極高的血液基因檢測標志物，各有什么區(qū)別及應(yīng)用？

作者：閔

這段時間我們介紹了DNA甲基化的種種應(yīng)用，學(xué)習(xí)了這項檢測在早期篩查、術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控以及療效評估等方面的現(xiàn)狀與進展（點擊閱讀）。

有些愛研究的病友可能會發(fā)現(xiàn)血液、基因檢測、復(fù)發(fā)監(jiān)控這些關(guān)鍵詞似乎與當下另一項極熱門的檢測項目——MRD很相似。那么這兩項檢測之間到底有何異同，咱們就通過今天這篇文章做個對比。

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DNA甲基化與MRD檢測的檢測樣本對比

DNA甲基化的常用樣本在前文中已經(jīng)詳細介紹過（點擊閱讀），出于最初早期篩查的需要而選擇血液樣本。隨著更多甲基化標志物被發(fā)現(xiàn)，這項檢測也被用于除腸癌以外的其他癌種，如膀胱癌、乳腺癌等等。根據(jù)相應(yīng)癌種的特點，甲基化檢測偶爾也會使用諸如糞便、尿液等樣本。盡管如此，血液仍是DNA甲基化最常使用的樣本類型。

MRD微殘留檢測作為當下腫瘤領(lǐng)域最熱門的檢測項目，已經(jīng)廣為人知了。病友們應(yīng)該都很清楚它采用血液作為主要樣本，取樣方便為后續(xù)跟蹤提供便利，但血液并非MRD檢測唯一樣本。

根據(jù)檢測策略不同，MRD有種技術(shù)路線需配合術(shù)后腫瘤組織樣本的檢測結(jié)果與后續(xù)血液跟蹤結(jié)果對照，因此在這類MRD檢測策略中除血液外還會用組織樣本。

我們可以看到，雖然兩項檢測都不止一種樣本選擇，但無疑血液樣本才是它們最為主要的樣本選擇。血液在我們?nèi)硌h(huán)，內(nèi)部時常會有各器官組織自然脫落或者老化凋亡釋放而來的DNA，也被稱為游離DNA（cfDNA）；腫瘤細胞也會像這樣釋放自身DNA到外周血當中，此被稱為循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA），這是實現(xiàn)用血液檢測這個項目的理論基礎(chǔ)。

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DNA甲基化與MRD檢測的檢測技術(shù)對比

DNA甲基化可用PCR、NGS以及質(zhì)譜檢測，目前大多數(shù)甲基化指標均采用PCR技術(shù)。PCR技術(shù)簡便快捷并且特異性高的特點與甲基化檢測非常適配，且現(xiàn)在各癌種的甲基化檢測指標通常為少量基因的組合，因此對檢測通量沒有硬性要求。原則上，NGS也可用于甲基化的檢測，但需要額外改變檢測及數(shù)據(jù)分析方式，無形中增加了操作步驟以及測序成本，暫時不適合廣泛應(yīng)用。

MRD微殘留檢測采用NGS技術(shù)，利用其高通量的特性，盡可能多的覆蓋各級別腫瘤相關(guān)基因并涵蓋點突變、融合、擴增等突變類型。盡管PCR也可滿足上述突變類型的檢測，但受檢測通量限制，因此不用于MRD檢測。

二者本質(zhì)仍屬于基因檢測，只是檢測內(nèi)容不同，理論上均可采用PCR與NGS技術(shù)檢測，但各自項目特點發(fā)展為現(xiàn)在的狀態(tài)。

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DNA甲基化與MRD檢測的應(yīng)用場景比較

DNA甲基化最初用于腸癌的早期篩查，后來逐步應(yīng)用于術(shù)后的復(fù)發(fā)監(jiān)控以及用藥療效預(yù)測。隨著新的甲基化標志物被發(fā)現(xiàn)，DNA甲基化檢測也不再局限于腸癌，逐步被應(yīng)用于肺癌、乳腺癌、膀胱癌等等。

只是這些癌種的甲基化標志物仍僅限于早期篩查，還未拓展后續(xù)應(yīng)用，需要等待更深入的研究數(shù)據(jù)。

圖片來源：包圖網(wǎng)

MRD微殘留檢測當下最主要的應(yīng)用是術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控，有大量的臨床試驗探索MRD與復(fù)發(fā)風(fēng)險的關(guān)系。除此以外，還有部分研究在探索MRD對治療中的晚期患者治療決策的參考價值（如Drug-holiday研究），有些類似用藥療效預(yù)測。

如同前者一般，MRD也不再局限于肺癌，其他諸如乳腺癌、胃癌、腸癌等等也在嘗試。全球第一張關(guān)于MRD的注冊證是美國FDA批準用于根治性手術(shù)后浸潤性膀胱癌（MIBC）患者使用阿替利珠單抗進行輔助治療的伴隨診斷，甚至都不是肺癌應(yīng)用。

兩項檢測的應(yīng)用寬度相似，都已不再局限于單一癌種，覆蓋的癌種越來越多；二者的應(yīng)用深度也類似，除了MRD尚無早期篩查的研究，二者在其余如術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控以及療效預(yù)測等方面都有相關(guān)研究報道。

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以復(fù)發(fā)監(jiān)控應(yīng)用來具體對比二者的差異

上述不同角度的對比可能還是讓各位對DNA甲基化檢測與MRD檢測的實際操作缺乏具象化的認識，筆者再以二者皆具備的復(fù)發(fā)監(jiān)控應(yīng)用來進一步介紹這兩項檢測到底是如何落地實現(xiàn)的。

以2021年我國溫州醫(yī)科大學(xué)及溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院發(fā)表的DNA甲基化研究為例，研究中對82名腸癌患者取術(shù)前血做了一次甲基化檢測，有73名患者為甲基化陽性，并在術(shù)后兩周內(nèi)對這73名患者再次抽血做第二次甲基化檢測[1]。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)后有21名患者為甲基化陽性，術(shù)后甲基化水平較術(shù)前多有下降且未復(fù)發(fā)患者普遍有更加顯著的下降趨勢。另外20名復(fù)發(fā)患者中有11名的術(shù)后甲基化檢測為陽性，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析術(shù)后甲基化陽性與更差的復(fù)發(fā)概率相關(guān)（HR=4.2，P=0.0005）。

再以今年由廣東省人民醫(yī)院發(fā)表的MRD長期隨訪研究為例，研究在261名I-III期接受手術(shù)的非小細胞肺癌患者接受手術(shù)后1個月左右（需輔助治療的患者在其輔助治療開始前）先抽血做了第一次MRD檢測（即NGS平臺基因檢測）并為基線，此后每3-6個月定期抽血做MRD檢測[2]。結(jié)論也耳熟能詳，縱向MRD陰性（隨訪期間一直保持MRD陰性）的人群復(fù)發(fā)風(fēng)險較低，而MRD陽性（除縱向陰性以外的人群）的人群則復(fù)發(fā)風(fēng)險較高。

我們概括一下，無論采用DNA甲基化還是MRD檢測作為術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控的預(yù)測指標，它們的實際操作都是在術(shù)后不同的時間點抽血做基因檢測（二者都需要定期復(fù)查CT核磁），只是MRD檢測的策略設(shè)計更加完善，增加了多個時間點的隨訪，并且數(shù)據(jù)分析的角度也更加多樣，如對比影像學(xué)復(fù)發(fā)的先后順序，探究MRD陰性復(fù)發(fā)的人群特征等等。

二者不僅實操相似，連缺陷也如出一轍，例如即便檢測為陽性也不能立即判定復(fù)發(fā)，仍需結(jié)合CT核磁等影像學(xué)檢查確認，又例如是否必須立刻給與某次檢測陽性的患者相應(yīng)治療，后續(xù)管理策略缺失等等。

由于DNA甲基化的術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控沒有設(shè)置更多時間點，我們統(tǒng)一采用術(shù)后第一次檢測（即MRD的基線時間點）的結(jié)果來分析對比。

二者的相同點在于基線陽性的患者具有更高的復(fù)發(fā)風(fēng)險。進一步計算DNA甲基化的PPV（陽性預(yù)測價值，陽性且復(fù)發(fā)的人數(shù)/陽性總?cè)藬?shù)）與NPV（陰性預(yù)測價值，陰性未復(fù)發(fā)的人數(shù)/陰性總?cè)藬?shù)）分別為52.4%與82.7%，而基線時間點MRD檢測結(jié)果的PPV與NPV分別為91.3%和76.5%。

從數(shù)據(jù)而言，DNA甲基化陰性似乎相比MRD陰性更安全一些，而甲基化陽性人群似乎與復(fù)發(fā)的相關(guān)性不如MRD陽性緊密。顯然這樣直接比較非常的粗糙，首先兩個研究納入患者的癌種不同；其次甲基化研究的樣本量偏少，并且二者基線抽血時間點也不同，甲基化在術(shù)后2周就完成抽血，MRD則是術(shù)后一個月內(nèi)。

不過這也給我們一些思考，至少MRD不是唯一可以用于術(shù)后復(fù)發(fā)監(jiān)控的指標（當然腫瘤標志物也可監(jiān)控，文章僅從基因檢測角度出發(fā)）。

再者，假如專家們能發(fā)現(xiàn)更多與肺癌相關(guān)性高的甲基化突變位點，假如甲基化隨訪不再只做單獨的一個時間點而是模仿MRD設(shè)置更多的隨訪時間點，是否它的預(yù)測性能可以更上一個臺階。

更進一步從檢測周期和檢測成本出發(fā)，PCR技術(shù)都低于NGS，DNA甲基化是否有機會將目前高昂的MRD檢測費用給打下來？

圖片來源：包圖網(wǎng)

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總結(jié)

早在十幾年前就有專家嘗試先用測序技術(shù)（這里指一代測序）分析腫瘤組織中如KRAS等基因的狀態(tài)，隨后再用特殊的PCR技術(shù)檢測患者術(shù)后血漿中相應(yīng)突變情況達到復(fù)發(fā)隨訪的目標[3]。這條技術(shù)路線被認為費時費力，直到近些年，NGS技術(shù)憑借其高通量的優(yōu)勢脫穎而出才優(yōu)化變成了MRD檢測，只是價格仍然十分高昂。

另一部分專家則認為如果想實現(xiàn)復(fù)發(fā)監(jiān)控的目標，采用腫瘤特異性的甲基化檢測更為便捷，而且DNA甲基化相較于常規(guī)的基因突變更加穩(wěn)定不易變化。可惜的是，DNA甲基化標志物過于分散，不同癌種間標志物的研究結(jié)果難以接續(xù)，進展速度緩慢逐漸被埋沒。

DNA甲基化與MRD檢測同為血液標志物，它們的應(yīng)用范圍有所交叉又各有特點。我們期許它們能夠有更新更好的發(fā)展，為我們帶來更物美價廉的標志物。

參考文獻

[1].Jin S, Zhu D, Shao F, et al. Efficient detection and post-surgical monitoring of colon cancer with a multi-marker DNA methylation liquid biopsy[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021, 118(5): e2017421118.

[2].Zhang J T, Liu S Y, Gao X, et al. Follow-up Analysis Enhances Understanding of Molecular Residual Disease in Localized Non–Small Cell Lung Cancer[J]. Clinical Cancer Research, 2025, 31(7): 1305-1314.

[3].Warton K, Mahon K L, Samimi G. Methylated circulating tumor DNA in blood: power in cancer prognosis and response[J]. Endocrine-related cancer, 2016, 23(3): R157-R171.

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