
5月1日,國際頂級腫瘤學期刊《Journal of Clinical Oncology》在線發表了南京醫科大學第一附屬醫院胰腺外科蔣奎榮教授團隊的重要研究成果Development and Validation of a Cell-Free DNA Fragmentomics–Based Model for Early Detection of Pancreatic Cancer。這項納入逾1000例受試者的多中心研究,聯合了上海中山醫院胰腺外科、西安交通大學第一附屬醫院胰腺外科和南京世和基因團隊,首次建立了基于cfDNA片段組學特征的胰腺癌早期診斷模型,該突破為胰腺癌早期診斷提供了可推廣的精準工具。
胰腺癌因其隱匿性強、進展迅速的特點,被稱為“癌中之王”。全球范圍內,胰腺癌的5年生存率不足13%,約80%的患者確診時已處于晚期。傳統篩查手段如血清標志物結合影像學檢查(如CT/MRI)早期診斷胰腺癌困難,經濟成本高,難以作為常規篩查手段。因此,開發一種高靈敏度、無創、低成本的早期檢測技術成為臨床迫切需求。
研究團隊創新性地從cfDNA中提取四類關鍵生物學特征:拷貝數變異(CNV):發現PDAC患者高頻出現特征性染色體區域的缺失,可能與腫瘤抑制基因失活相關;片段大小比率(FSR):PDAC患者cfDNA片段尺寸普遍偏?。?/span><150 bp占比升高),提示腫瘤細胞凋亡異常;基于片段的甲基化模式分析(FragMA):全基因組甲基化水平顯著降低,反映表觀遺傳調控紊亂;突變特征(MCMS):APOBEC酶活性相關的SBS2/SBS13突變信號富集,揭示其特異性分子機制。
研究采用XGBoost與深度學習結合的集成算法,通過訓練隊列構建模型。該技術突破傳統單維度生物標志物的局限,通過多特征協同分析,顯著提升對早期癌癥信號的識別能力。
該模型展現出雙重突破性優勢:在檢測性能方面,訓練隊列AUC達0.992(靈敏度93.4%/特異度95.2%),獨立驗證隊列AUC仍保持0.987(靈敏度97.3%/特異度92.8%),尤其對早期(I/IIA期)病例靈敏度達89.8%,較傳統標志物CA19-9提升超2倍;在臨床應用層面,在0.5×低深度全基因組測序的數據下,AUC仍高于0.900,顯著降低檢測門檻。同時,人群大數據模擬顯示,該模型的使用可使大部分患者得到早期診斷,有望顯著提升患者5年生存率。此外,模型對良性胰腺囊腫的誤診率低于8%,假陽性控制能力優于現有液體活檢技術。這些特性使其成為目前最具臨床轉化潛力的胰腺癌早篩工具。
該研究首次在胰腺癌cfDNA液體活檢領域實現了從“突變驅動”到“片段組學整合”的理論突破。傳統液體活檢聚焦于基因突變或甲基化單維度標志物,而本研究首次證實cfDNA的片段特征與分子特征(CNV、甲基化模式)的聯合分析可產生協同效應。這種多模態數據整合策略為其他癌癥早篩研究提供了新范式。
我校第一附屬醫院胰腺外科是國際知名胰腺疾病“實時一體化”多學科診療中心,長期致力于胰腺癌的臨床轉化研究,中心年胰腺手術量1000臺以上,建立了高質量的胰腺癌臨床數據庫和通過ISO9001認證的胰腺生物樣本庫,為本項研究提供了重要支持。團隊將繼續以“早篩早診”為核心目標,推動高靈敏度檢測技術的普惠化應用,通過社區篩查義診、基層醫院協作網絡建設等舉措,讓創新成果惠及更多高危人群,從而提高胰腺癌患者的長期生存。

我校第一附屬醫院胰腺外科主治醫師尹凌帝博士、博士研究生曹誠、林健振博士和西安交通大學第一附屬醫院王錚教授為論文共同第一作者,復旦大學附屬中山醫院劉亮教授、南京醫科大學第一附屬醫院胰腺外科陸子鵬副教授和蔣奎榮教授為共同通訊作者。
(撰稿/胰腺外科;審核/徐婕)
