复旦大学研究团队锁定又一个全癌标志物！

2022年7月6日，复旦大学生物医院研究院于文强团队联合复旦大学附属肿瘤医院、空军军医大学附属西京医院团队鉴定了第三个全癌标志物SIX6，并揭示了其在肺癌、乳腺癌、宫颈癌、子宫内膜癌、尿路上皮癌等多种的早期检测、转移风险预测、辅助手术切沿判断等多个临床场景中的应用，相关成果发表在Nature子刊Signal Transduction and Targeted Therapy杂志上（IF=38.104）。

据悉，复旦大学于文强团队此前已发表多项全癌标志物的重要成果，包括2019年在美国癌症研究协会官方杂志Cancer Res (IF=13.312) 上发表首个全癌标志物HIST1H4F，2021年在国际知名期刊Clinical and Translational Medicine (IF=11.492)上发表第二个全癌标志物PCDHGB7，2022年在国际学术期刊Frontiers in Molecular Biosciences (IF=6.113) 上揭示全癌标志物PCDHGB7在子宫内膜癌早期筛查中的应用。一个标志物一次检测，简单精准，应用场景具有无限的想象力，全癌标志物潜力巨大！

癌症是全球第二大死因。2020年全球癌症新增约1929万例，约有1000万人死于癌症。癌症是中国第一大死因。在中国，2020年约有457万新发病例，300万死亡病例，约占该年全球癌症发病和死亡总数的23.7%和30.2%。几乎所有癌症，如果能够在早期发现、诊断和治疗，其生存机会将大大提高。然而受“现有诊治手段固有缺陷、经济成本、医疗资源可获得性”等因素的限制，约 50% 的癌症在确诊时已处于晚期，而晚期的恶性肿瘤生存率较低。因此，早期开展癌症筛查并及时干预能够有效阻断癌症进展并降低发病率和死亡率。

DNA甲基化的异常是癌症发生中的关键事件，大量的研究发现肿瘤存在全基因组序列的低甲基化和特定位点的异常高甲基化，可以用于肿瘤的早期筛查；DNA甲基化在检测的稳定性、特异性等方面也存在先天的优势，但测序技术和价格方面在现实应用中存在众多瓶颈和壁垒。对此，复旦大学于文强团队前期构建了全基因组DNA甲基化检测的GPS (Guide Positioning Sequencing)，即“导航定位测序”技术，实现了在准确性和覆盖度上的一大突破。应用该技术，研究团队发现了在多个癌种中呈现高甲基化的位点 HIST1H4F ，提出了“全癌标志物” 的概念并证明了HIST1H4F 的高甲基化在肺癌检测中潜在的临床应用价值。此后，研究团队经过艰苦的搜寻，鉴定到了第二个全癌标志物 PCDHGB7 ，并用于宫颈癌的早期检测，让人惊奇的是全癌标志物可以将宫颈癌筛查提前到高级别瘤变阶段，真正实现“防癌”于“未癌”。

在持续挖掘前期全癌标志物应用潜能的同时，研究团队发现了又一个肿瘤细胞差异的甲基化区域。其中 SIX6基因引起了特别关注，它们除了在组织形成和器官发生中的传统作用之外，还通过促进上皮-间质转化和转移来发挥肿瘤调控功能。科研团队在来自TCGA样本库的15种癌症类型7010个样本中验证，发现肿瘤样本中SIX6位点的高甲基化具有普遍性。进一步地，通过收集了10种常见肿瘤的678个临床样本再一次证明SIX6的高甲基化是又一个全新的全癌标志物。

癌症早筛关键在“早”，SIX6的高甲基化究竟出现得有多早？在具有明确分期的TCGA数据库样本中，研究团队发现12种肿瘤中SIX6的高甲基化均出现在I期阶段（localized cancer），该阶段的治疗也对应着较高的生存率和较好的预后。随后，在临床样本中证实SIX6的高甲基化出现在肺癌、乳腺癌和宫颈癌的早期阶段，且在癌症发展的后续阶段同样稳定存在。这表明，SIX6适用于多癌种的全流程监测。

图4. SIX6的高甲基化出现在癌症的早期阶段

鉴于肿瘤长期演化的特征，科研团队进一步探究，SIX6的高甲基化在肿瘤发展的时间轴上能否更早？对此科研团队选取了具有阶段性进展特征的宫颈癌和胃癌样本，发现与低级别鳞状上皮内病变（LSIL）相比，SIX6在高级别鳞状上皮内病变阶段（HSIL）就已经和宫颈癌（CC）一样呈现出显著的高甲基化水平；而相较低胃癌风险（LGCR，包括慢性非萎缩性胃炎、胃炎和浅表性胃炎）样本，高胃癌风险（HGCR，包括萎缩性胃炎和HSIL）样本也和胃癌同样呈现出更高的SIX6甲基化水平。这表明，SIX6的高甲基化是肿瘤进展中的一个极早期事件，或许可以作为正常细胞向癌前细胞转变的一个重要特征，而该特征的应用有望将“防癌”提前到“未癌”阶段。为了对临床筛查应用群体的用户选择更加友好，科研团队选取了无创的宫颈涂片和尿液样本，分别验证了SIX6的高甲基化出现在宫颈癌的早期——高级别鳞状上皮内病变（HSIL）阶段、以及能够显著区分子宫内膜癌与良性子宫内膜疾病 (BED)和尿路上皮癌与良性尿路上皮疾病(BUD)，且具有良好的敏感性和特异性，在临床早筛中具有极大的时间优势，让防癌于未癌的白日梦找到解决问题的契机，进而通过努力最终美梦成真。

目前，有20%-30%的癌症在发现时就已经进展到了中期阶段（regional cancer），癌细胞已扩散到附近的淋巴结、组织或器官，转移成为影响治疗策略选择和预后的关键因素。前期验证发现SIX6的高甲基化出现的时间更早，那么SIX6的高甲基化能否用于肿瘤转移的“早”判断？科研团队通过在乳腺癌潜在转移阶段检测癌症淋巴结中SIX6的甲基化水平发现阳性转移样本的淋巴结中SIX6也处于高甲基化状态，而淋巴结转移阴性样本中则显著降低。这表明，SIX6的甲基化检测在追踪癌症的“早期转移”方面具有巨大的潜力和优势，让乳腺癌方式的选择不再依赖于经验，而基于科学地精准施策。此外，临床上肿瘤切除术中，在无影灯下做到手到瘤除是每一个医生和患者的共同心愿。而肿瘤切除的手术切缘判定直接决定了肿瘤的预后，毕竟没有人希望在手术中“瘤下点什么”。研究团队在胃癌手术切缘样本的分析表明，手术切缘的 SIX6甲基化水平依然高于对照的相对正常的样本，表明发生在分子学水平的SIX6高甲基化比目前基于病理学判断的金标准在时间上可能更早且判读更灵敏。换一句话说，基于全癌标志物的肿瘤切沿判定可能更加精准，实现肿瘤手术切沿的表观遗传学判定的金标准也许是未来10年肿瘤外科领域努力的重要方向。将SIX6的高甲基化可以作为精准手术和预后预测的指标，具有极大的时间和成本效益。

虽然肿瘤存在高度的异质性，基于肿瘤异质性的精准医学正当其时，但不断拓展的共性特征一定能够帮助科学界和医学界更好的认识肿瘤的全貌，而基于全癌标志物的肿瘤共性研究必将成为未来肿瘤研究的重要方向。将复杂的问题简单化，无疑是解决问题的重要思路之一，全癌标志物的出现，让肿瘤的研究能够透过异质性的表象发掘肿瘤内在的本质，而肿瘤的共性特征研究必将极大地推进肿瘤研究，进而采取简单易行的肿瘤防治策略。防癌于未癌不再纸上谈兵，将中国人肿瘤发病率降下来不再是梦，全癌标志物在手，何愁不缚苍龙！