早筛网讯丨英国公司新技术可准确识别小至 0.2 cm3肿瘤

2021
08/20

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早筛网
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脑癌的诊断是困难的。

早筛网讯:近日,发表在《Cancers》上的一项研究显示,早期脑癌检测取得了重大的突破。Dxcover®液体活检技术即使是在肿瘤体积较小、水平较低时依然有效。该项创新检测技术由癌症诊断公司Dxcover公司开发。


https://doi.org/10.3390/cancers13153851


根据英国癌症研究所的数据,英国每年有12000人被诊断出患有脑肿瘤,而确诊五年后的存活率低至12%。当肿瘤较小时,及早发现可以减少手术和其他治疗的伤害,因此患者存活率及预后也就更好。


然而,脑癌的诊断是困难的。常见的脑癌症状如头痛或记忆力改变是非特异性的,患者在确诊前平均需要就诊3次及以上,有三分之二的患者因症状恶化在急诊中确诊。而在肿瘤非常微小时,只有1.8%的CT可以准备识别。因此,在早期的脑肿瘤诊断中,快速而准确的技术非常有必要。


在该研究中,研究者对177份血清样本进行分析。在177名患者中,有87名无症状对照组(无脑癌),47例IV级胶质母细胞瘤(GBM),13例III级间变性星形细胞瘤(AA),30例低级别(II级)胶质瘤(LGG)(包括12例星形细胞瘤(A),3例少星形细胞瘤(OA)和15例少突胶质细胞瘤(OD))。根据MRI结果将患者分为T1 加权对比增强和 T2 加权/FLAIR。


使用衰减全反射 (ATR)-傅立叶变换红外 (FTIR) 光谱结合监督学习方法和机器学习算法,将 90 名肿瘤患者与 87 名没有表现出癌症症状的对照患者进行分层,并被分类为神经胶质瘤或非-胶质瘤。


将癌症患者与对照组分为三种不同的分类模型(PLS-DA、SVM 和 RF)。如表1所示,PLS-DA模型具有最好的预测能力,T1组灵敏度为98.5%,特异性为95.1%,平衡精度为96.8%,T2/FLAIR灵敏度为 88.7%,特异性为 94.7%,平衡精度为 91.7%。


表 1. T1 和 T2/FLAIR 肿瘤体积与对照的每种分类的敏感性、特异性和平衡准确度



每个分类模型的第一次迭代对 T1 队列中的所有癌症患者和 T2/FLAIR 中的大多数癌症患者给出了正确的预测(图1)。且展示了一个很有希望的结果,因为它表明该技术能够对肿瘤小至 0.2 cm3 的癌症患者进行识别。


图1 使用PLS-DA 分类模型对每位患者进行 9 次重复和 51 次迭代后正确癌症预测的百分比。T1 队列 (a) 和 T2/FLAIR 队列 (b)。


执行 ROC 曲线是为了显示分类模型的诊断能力,该模型的区域位于为两组患者计算的曲线下区域 (图 2)。T1 和 T2/FLAIR 患者组(分别为 0.9867 和 0.9817)的 AUC 代表了胶质瘤和非胶质瘤组之间的可分离性。


图2.采用PLS-DA模型,对T1和T2/FLAIR患者进行9次重复和51次迭代分类,ROC曲线与AUC


结果显示:灵敏度、特异度和平衡准确度均大于88%,AUC为0.98,肿瘤体积小至0.2 cm3的癌症患者被正确识别。

总结

液体活组织检查正在成为肿瘤检测的一种强有力的新工具,因为它们具有微创性,更容易大规模应用。许多液体活组织检查涉及基因组方法(例如,cfDNA)。对于早期癌症检测,这种方法有几个局限性。早期肿瘤突变信息非常低,超出了当前的检测极限;每毫升血浆的突变可能不到1个;在中枢神经系统肿瘤中,遗传物质可能无法通过血脑屏障。另一个限制是 cfDNA 中的突变可以在健康的非癌症人群中发现,而且许多突变是多种癌症类型的特征,因此不可能进行定位。


而Dxcover的这种研究不检测特定的遗传物质,而是专注于分析血液样本的整体分子表型。结果表明,当结合机器学习时,患者可以通过 ATR-FTIR 光谱轻松检测到其 CNS 肿瘤的系统证据,甚至小至 0.2 cm3 的肿瘤被正确识别。


图片来源:University of Strathclyde


爱丁堡大学神经外科读者兼顾问神经外科医生 Paul Brennan 博士对此评价:“脑肿瘤的诊断很困难,因为最常见的症状并不是脑肿瘤所特有的。非癌症诊断的可能性更大,从而导致诊断延迟。Dxcover 测试将支持初级保健医生确定哪些患者最有可能患有脑肿瘤,并应转诊进行快速成像。这对患者和医生来说都将是革命性的改变。”


Dxcover Limited 首席技术官兼联合创始人 Matt Baker 博士说:“这一突破是早期癌症检测发展的分水岭。该研究证明了我们的 Dxcover® 脑癌液体活检在检测最小的脑肿瘤方面的有效性,这对于未来脑癌患者的护理、增加治疗选择和延长预期寿命来说是个好消息。”



据悉,Dxcover Limited是英国思克莱德大学(University of Strathclyde)孵化出来的公司,目前已筹集了510万英镑的资金,用于开发光谱和人工智能技术,作为多癌症早期检测(MCED)平台,帮助通过简单的血液检测快速准确地诊断脑部和其他癌症。


此项突破恰逢该公司宣布与Strathclyde达成协议,完全收购了Strathclyde多癌症早期检测平台的所有知识产权(IP)。该IP协议意味着Dxcover现在拥有Strathclyde MCED技术平台的所有专利,并且不需要支付版税。


Mark Hegarty 博士在评论知识产权收购时补充说:“我们一直在开发广泛的专利组合,以保护我们技术的商业化。核心专利已在欧洲、美国和中国获得授权,使我们能够开发针对所有类型癌症的测试。自我们成立公司以来,完全拥有所有知识产权一直是一个战略目标,因为这可以在达成合作伙伴关系和商业交易方面提供更大的灵活性。”


参考资料:

[1] Ashton G. Theakstone et al, Rapid Spectroscopic Liquid Biopsy for the Universal Detection of Brain Tumours, Cancers (2021). DOI: 10.3390/cancers13153851

[2] Early brain cancer detection breakthrough for Dxcover

https://www.dxcover.com/post/early-brain-cancer-detection-breakthrough-for-dxcover


|来源:早筛网ZAODX(WeChat)


本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
新技术,胶质瘤,癌症,患者,脑癌,检测,模型,T2

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