一种标志物检测25种肿瘤！何为全癌标志物？

我们都知道，肿瘤防治关键在于预防。截至2022年底，中央财政转移支付项目覆盖全国31个省份和新疆建设兵团，累计完成1.8亿人次免费癌症筛查服务。其中，15个省份由地方政府支持的高发癌症筛查项目累计完成了6000万人次免费癌症筛查服务。

在癌前病变或肿瘤早期就及时、准确地筛查出肿瘤，是肿瘤防治的关键。目前，DNA甲基化是公认最好的肿瘤早筛早诊技术手段之一。

近日，上海奕谱生物科技有限公司（以下简称“奕谱生物”）自主研发的基于全癌标志物的尿路上皮癌DNA甲基化检测产品“TAGMe DNA Methylation Detection Kit (qPCR) for Urothelial Cancer”（国内商标名：滂奕清）获得FDA突破性医疗器械（Breakthrough Device）认证，成为全球首个获得美国FDA突破性医疗器械认定的自主研发的基于全癌标志物的尿路上皮癌（膀胱癌、输尿管癌和肾盂癌）尿液同步检测产品。

据悉，奕谱生物具备57个独有的全癌标志物，共申请了32项国内专利和36项国际专利，其中14项已获批！这些标志物填补国内DNA甲基化标志物空白和推动国内甲基化检测的临床应用研究发挥了重要作用。

那么，何为全癌标志物呢？

此前大量的研究表明，DNA的异常甲基化通常发生在肿瘤的超早期，是肿瘤发生的开关。基因组启动子区的甲基化会改变细胞重要的肿瘤抑制基因的表达，是导致肿瘤发生的原因之一。随着肿瘤发展的推进，DNA甲基化也会随之动态改变，且不同肿瘤的DNA甲基化图谱也存在明显的差异，这些发现都为DNA甲基化用于肿瘤检测打开了新的路径。

工于善其事，必先利其器。要找到肿瘤DNA甲基化标志物，必须拥有先进的全基因组甲基化测序技术和完善的研究方案。于文强教授团队在DNA甲基化领域深耕二十余年，期间开发了全新的拥有自主知识产权的全基因组 DNA 甲基化检测方法GPS (Guide Positioning Sequencing)，即“导向定位测序”。

该测序技术突破WGBS技术比对率低的瓶颈，GPS技术将CpG岛的检测覆盖率提高到96%[1]，并绘制全球首个单碱基精度的全基因组DNA甲基化图谱，GPS 技术大大提高DNA 甲基化测序的准确性。基于GPS 技术对全基因组DNA高精度和高覆盖度的甲基化检测，于文强教授团队找到了在肿瘤中共有的一类甲基化位点，并在全球首次提出“全癌标志物” (Universal Cancer Only Marker, UCOM) 概念[2]，进而发现了一系列TAGMe®全癌肿瘤标志物[3, 4]，目前已发现57个全癌标志物检测靶标。截至2023年5月，这些全癌肿瘤标志物已完成8万例临床样本双盲验证，组织样本总体符合率达90%。

通过大量临床样本的检测和验证，于文强教授团队与合作者一起发现全癌标志物的三个重要特征。

第一，全癌标志物具有全或无的特点，即正常组织中全癌标志物甲基化正常，而在肿瘤组织中却存在该标志物的高甲基化。

第二，全癌标志物是一个恶性肿瘤标志物，该标志物专属于恶性肿瘤细胞，全癌标志物的检测不易受机体其他因素影响。

第三，全癌标志物甲基化异常早于病理细胞形态学变化，代表着全癌标志物能在“前癌”阶段检测肿瘤。

利用全癌标志物能够实现一次检测多种肿瘤，可以实现肿瘤检测的流程化，标准化和自动化。据研究团队透露，目前已经完成肿瘤溯源的研发，可以实现12种肿瘤的精准定位并已在临床中验证，其组织溯源准确率大于80%。

 GPS技术对每条染色体上胞嘧啶覆盖率 ≥90%  

全球首个单碱基精度的全基因组DNA甲基化图谱 全基因组总胞嘧啶覆盖率>96%

稳定准确的甲基化检测方法是应用的关键

发现全癌标志物只是其应用于肿瘤早筛的第一步，并不代表就能把肿瘤的检测做好。因为传统的DNA甲基化检测技术存在诸多缺陷，导致甲基化标志物在真实世界的临床应用中遇到很多问题，检测结果的稳定性困扰这整个甲基化检测领域的诸多从业者。

于文强教授团队经过攻坚克难自主研发了全球首项不依赖于亚硫酸盐处理的，基于qPCR平台的DNA甲基化检测方法——Me-qPCR。

 Me-qPCR技术具有以下优势：

Me-qPCR技术彻底摆脱了重亚硫酸盐处理的限制，让甲基化检测在真实世界中的应用做到稳定且准确。对比使用重亚硫酸盐处理的qPCR技术，Me-qPCR技术可以节省了50%的检测时间，省去了繁琐的重亚硫酸盐转化步骤，免去了高昂重亚硫酸盐转化试剂盒费用，增加了甲基化检测的稳定性和准确性。Me-qPCR技术简便、易行、准确，将样本检测的稳定性、可重复性提高到新的高度；使用普通qPCR检测平台，还可实现甲基化检测的傻瓜式操作和流程自动化，为肿瘤甲基化标志物在临床转化落地及大规模应用奠定了坚实的技术基础。

基于Me-qPCR技术对DNA甲基化检测方法的创新，在全球甲基化检测领域，奕谱生物是唯一一个对全癌标志物检测结果进行百分制赋值的生物公司。奕谱生物通过Me-qPCR技术检测样本中全癌标志物的甲基化水平，给出0~100的甲基化检测值。基于甲基化检测分值可将结果进行多层次的判读，如阴性、弱阳性、中阳性和强阳性等，按照检测结果所属的不同层次，可以给予医生更有针对性的临床建议，以及对不同肿瘤风险人群进行有效的分层管理。

另外，基于百分制的甲基化检测结果，可以做到肿瘤的伴随诊断，评估肿瘤药物治疗的效果，动态监测肿瘤复发等。在实体肿瘤治疗（免疫，靶向，化疗，放疗等）过程中，需要运用影像学手段定期（通常为三个月）检查，观察治疗手段对肿瘤的效果，为调整治疗方法提供科学依据。

截至当前的数据分析，全癌标志物甲基化检测评估肿瘤进展变化较影像学要早3个月以上，奕谱生物的甲基化检测敏感性可达92.86%，特异性达83.33%。奕谱生物CEO化琳女士表示：“相较于影像学评估，全癌标志物甲基化能更早地预测免疫治疗的效果”。

甲基化判读百分制

此次基于全癌标志物的尿路上皮癌DNA甲基化分子检测产品滂奕清被FDA授予突破性医疗器械认证，成为全球首个尿路上皮癌DNA甲基化检测产品。奕谱生物与全国多家知名三甲医院合作开展的多中心临床队列研究结果显示，产品滂奕清检测尿路上皮癌的敏感性为85%，特异性达90.12%。

除了尿路上皮癌早筛检测，全癌标志物甲基化指标还可在术后、膀胱灌注化疗后以评估手术和灌注化疗的治疗效果，并通过无创的尿液甲基化检测持续监测肿瘤的复发。此外，滂奕清具有取样限制少、尿液保存时间长等优点，可实现尿路上皮癌全流程数字化监测管理。

尿路上皮甲基化检测趋势图（注：蓝线为甲基化水平）  

“此次全癌标志物获FDA突破性医疗器械认定，是奕谱生物全癌标志物迈出国门的第一步，奕谱生物将持续推进产品商业化落地，希望将奕谱全癌标志物检测产品早日服务于院内及院外广大群众。”奕谱生物CEO化琳表示。

参考文献：

1.Li J, Li Y, Li W, Luo H, Xi Y, Dong S, et al. Guide Positioning Sequencing identifies aberrant DNA methylation patterns that alter cell identity and tumor-immune surveillance networks. Genome Res. 2019;29:270-80.

2. Dong S, Li W, Wang L, Hu J, Song Y, Zhang B, et al. Histone-Related Genes Are Hypermethylated in Lung Cancer and Hypermethylated HIST1H4F Could Serve as a Pan-Cancer Biomarker. Cancer Res. 2019;79:6101-12.

3.Dong, S., et al., Hypermethylated PCDHGB7 as a universal cancer only marker and its application in early cervical cancer screening. Clin Transl Med, 2021.11(6): p. e457.

4.Dong S, Yang Z, Xu P, Zheng W, Zhang B, Fu F, et al. Mutually exclusive epigenetic modification on SIX6 with hypermethylation for precancerous stage and metastasis emergence tracing. 2022;7:208.

5.7.Li S, Tollefsbol TO. DNA methylation methods: Global DNA methylation and methylomic analyses. Methods. 2021 Mar;187:28-43.