《Clinical Cancer Research》｜新型DNA甲基化生物标志物检测食管腺癌，敏感性91%，特异性93%

食管腺癌(EAC) 预后较差，5年生存率低于20%。发展过程一般为四个阶段：

正常鳞状上皮 (SQ) ；

非发育不良的巴雷特食管 (NDBE) ；

食管腺癌(EAC) ；

高度不典型增生 (HGD) ；

如果早期检测到 EAC，则存活率会显着提高，此时可以通过手术或内窥镜切除治愈。但目前，针对食管腺癌目前使用的内窥镜检查并不能有效的降低死亡率。

9月1日，研究团队通过两种独立的方法进行了全基因组甲基化分析，然后进行了详尽的候选生物标志物搜索。发现了一系列候选甲基化DNA生物标志物(Cg6522、POU3F1)，与SQ、NDBE相比，这些生物标志物在HGD和EAC中的甲基化水平显着提高。

新的DNA甲基化标记组可将食管腺癌四个发展阶段HGD/EAC与SQ/NDBE区分开来，基于DNA 甲基化的分子检测有望成为食管腺癌筛选的新方法。

原文发表在《Clinical Cancer Research》，原文题目为“Novel DNA Methylation Biomarker Panel for Detection of Esophageal Adenocarcinoma and High-Grade Dysplasia”。

众所周知，非发育不良的巴雷特食管 (NDBE)是癌变成食管腺癌的一个重要阶段，所以NDBE食管的监管对于早期发现肿瘤并及时处理，从而防止食管腺癌的进展尤为重要。

而异常的DNA甲基化已被证明是NDBE食管和EAC的常见分子特征。

该研究分析基于来自322名个体的内窥镜检查期间获得的食道细胞学的DNA样本中的甲基化 VIM。该测定显示，检测NDBE食管、NDBE食管和EAC的敏感性为91%，特异性为 93%。

并且，研究团队开发了超灵敏的甲基化特异性液滴数字 PCR 和基于下一代测序 (NGS) 的亚硫酸氢盐测序测定法，以检测独立食管活检和内窥镜刷检样本中候选 CpG 的甲基化水平。

结果发现：与SQ或NDBE相比，HGD/EAC 样本中的五个候选甲基化标志物显着高甲基化（P < 0.01）。

鉴于这样的研究结果，研究团队进行进一步分析：

首先，研究团队使用HM450甲基化阵列 (Illumina) 和减少代表性的硫酸氢盐测序对来自SQ(N ¼ 53)、NDBE(N ¼ 71)、EAC (N ¼ 23)、HGD(N ¼ 20)的样本进行 DNA 甲基化分析。在进行数据标准化和过滤后，有 426,464 个 CpG 需要进一步评估。然后使用 limma & minfi bumphunter 进行了差异甲基化探针和差异甲基化区域 (DMP/DMR) 分析。

结果发现：与NDBE或SQ样品相比，在HGD和EAC样品中鉴定出24个CpG显着高甲基化：均值差异 b > 0.15。

选择这24个高甲基化 CpG 进行进一步评估和验证，研究团队使用单变量线性回归模型评估了CpG位点甲基化状态与潜在混杂因素的关联。确定了每种检测的检测限和定量限，选择了Cg6522、YPEL3和 POU3F1 的最佳检测方法，然后对从组织样本中提取的 DNA 进行检测。

结果显示：EAC样品中所有三个基因Cg6522、YPEL3和POU3F1的平均甲基化水平和 HGD样品中的 POU3F1均显着升高。

然后，为了评估单个标志物的性能并构建用于检测 HGD 和/或早期 EAC 的最佳标志物组，研究团队检查了自202个样本的一组常见细胞学中的标志物。与来自正常鳞状组织的样本相比，EAC 病例中每个标记的甲基化水平显着增加，而 HGD样本中 Cg6522 和 POU3F1 甲基化也显着增加。

研究团队构建了四个标志物组合的模型：Up10、Up35-1、Cg6522和YPEL3。每个标记都处于临界值并且如果任何单个标记被评分为甲基化，则称样本为阳性。

图1：研究团队构建了四个标志物组合的模型：Up10、Up35-1、Cg6522和YPEL3

接下来，研究团队通过构建了模型1和模型2两种模型，用作基于 DNA 甲基化的分子检测，用于 HGD 和 EAC 的微创检测。

结果发现，模型都检测到大约一半的LDG病例，

模型1：对早期EAC的敏感性为80.8%，对SQ和NDBE的特异性分别为97.9%和84.2%；

模型2：对早期 EAC 的敏感性为 89.2%，对 SQ 和 NDBE 的特异性分别为 85.4% 和 94.7%。

但是，最终显示在相同的验证样本中，由Cg6522和POU3F1组成的逻辑回归模型对 NDBE 的特异性更高，为 83.8%。

这些结果证明了：Cg6522和POU3F1 是作为检测NDBE相关DNA 甲基化的新方法，并且该方法对HGD和EAC具有特异性。新的DNA甲基化标记组可将食管腺癌四个发展阶段HGD/EAC与SQ/NDBE区分开来，基于DNA 甲基化的分子检测有望成为食管腺癌筛选的新方法。