導讀

        Li-Fraumeni Syndrome綜合症(LFS)主要由腫瘤抑製基因TP53的致病性胚係變異引起，是一種罕見、外顯率可變的癌症易感性綜合征。LFS患者從兒童時期開始就具有非常高的患癌風險，幾乎為100%。與LFS相關的常見癌症包括：軟組織肉瘤、骨肉瘤、腦腫瘤、乳腺癌和腎上腺皮質癌等。由於患癌風險較高，通過對所有TP53突變(TP53m)攜帶者進行密集的監測，有助於更早發現癌症並改善預後。

        細胞遊離DNA(cfDNA)分析，又被稱為“液體活檢”，能夠基於患者血漿識別腫瘤相關的基因突變及特征，可用於一係列臨床應用，包括早期癌症檢測，是監測高危遺傳性癌症綜合征(HCS)患者的有力工具。

        近期，加拿大瑪嘉烈公主癌症中心等單位的研究人員合作在Cancer Discovery雜誌上發表了題為“Early Cancer Detection in Li-Fraumeni Syndrome with Cell-Free DNA”的文章。研究團隊分析了來自89名TP53m攜帶者193份血液樣本的cfDNA，開發了一種多模態分析方法。該方法結合靶向Panel測序(TS)、低深度全基因組測序(sWGS)和遊離甲基化DNA免疫共沉澱測序(cfMeDIP-seq)，可在廣泛的癌症譜中檢測各種癌症相關的信號。研究結果表明，與單模態方法相比，多模態cfDNA分析方法可以更早發現Li-Fraumeni綜合征患者中的癌症，並補充了目前的臨床監測方法，能夠為這些患者提供更好的保護。

        主要研究內容

        cfDNA中基因變異的檢測

        研究團隊從瑪格麗特公主癌症中心、多倫多兒童醫院招募了89名TP53m攜帶者，並將其分為三類：①從未患過癌症的TP53m攜帶者(LFS-H);②無癌且有既往癌症史的TP53m攜帶者(LFS-PC);③患有活躍性癌症的TP53m攜帶者(LFS-AC);LFS-H和LFS-PC的樣本被歸類為癌症陰性。有42名參與者接受了長期檢測，每個人提供了2-11個樣本，其他參與者隻提供1個樣本，最終收集了193份血液樣本。此外，研究團隊還收集了30名健康TP53野生型個體的血液樣本作為健康對照。

        有23份樣本DNA含量(100~10ng)較少，因此未進行測序。研究團隊首先對來自82名TP53m攜帶者的170份剩餘樣本和30名健康對照樣本分別進行TS、sWGS和cfMeDIP測序，以單獨評估不同分析方法在檢測ctDNA方麵的性能，然後進行多模式和縱向分析。

        通過對來自69個TP53m攜帶者的118個血漿樣本進行TS，利用胚係變異鑒定，研究團隊共鑒定出109個胚係TP53變異(SNV/indel)。在未檢測到胚係SNV/indel變異的樣本中，研究團隊使用panelcn.MOPS和VisCap進行靶向panel拷貝數分析，在7例患者中確定了胚係TP53拷貝數變異(CNV)。總體而言，研究團隊在116份血漿樣本中發現了胚係TP53變異，這與臨床胚係檢測結果一致。

        在來自22個LFS-AC的31份癌症陽性樣本中，20份來自晚期癌症(III/IV期)，5份來自早期癌症(0/I/II期)，6份來自無分期或不明分期腫瘤。研究團隊通過TS在13份樣本中發現了16個體細胞TP53突變，其中來自晚期癌症患者的有6個，來自早期癌症患者的有3個，檢出率分別為30.0%和60.0%。

        在60個無癌TP53m攜帶者的癌症陰性樣本中，研究團隊在11個個體的16個樣本中發現了20個體細胞TP53變異。此外，使用ichorCNA對82個TP53m攜帶者的170個樣本進行sWGS拷貝數分析，發現有22個樣本具有可檢測的腫瘤信息。

        綜上，共有118個樣本同時擁有TS和sWGS數據，其中86個為癌症陰性，32個為癌症陽性。在癌症陽性樣本中，TS和sWGS聯合分析能夠在20個樣本中識別出體細胞改變，檢出率為62.5%。

        TP53m攜帶者擁有更短的cfDNA

        已有研究表明，ctDNA富含較短的DNA片段，分析片段長度可以用於檢測癌症相關的基因突變。研究團隊比較了腫瘤突變的癌症相關片段和健康對照相關片段。結果顯示，與野生型片段相比，胚係TP53變異片段的大小分布相似，體細胞TP53突變片段的長度較短;與健康個體相比，TP53m攜帶者的片段得分更高。

        為探討隊列中片段長度分布的差異，研究團隊比較了來自健康對照、LFS-H和LFS-AC的樣本在四個片段長度區間(10-89bp、90-150bp、151-220bp和221-320bp)的中位數分布。與健康對照組相比，LFS-H樣本在10-89bp、90-150bp和221-320bp的片段比例增加，在151-220bp的片段比例減少，表明核小體內的碎片增加導致單核小體片段變小，並增加了TP53m攜帶者中雙核小體片段的釋放。

        與LFS-H樣本相比，LFS-AC樣本在90-150bp和221-320bp的前半部分片段比例增加，在151-220bp和221-330bp的後半部分片段比例減少。這種不同片段化模式表明，活躍性癌症TP53m攜帶者的片段長度分布向更短的單核小體和雙核小體相關片段轉移。

        多模態cfDNA分析可改善檢測結果

        研究團隊經單獨分析發現，不同分析方法均能檢測到癌症相關信號，但往往缺乏足夠的敏感性。為確定綜合方法能否提高敏感性，研究團隊比較了38例癌症陽性樣本的基因組、片段組和甲基化組分析結果。

        結果顯示，利用多模態分析方法能夠在81.6% TP53m攜帶者的活躍性癌症樣本中檢測到癌症相關信號，比每個單獨分析提高了31.6%-55.8%。在晚期(III/IV)癌症中，多模態分析方法檢出率為91.7%;在早期(0/I/II)癌症中，檢出率為50.0%。

        此外，在無癌TP53m攜帶者中，多模態方法的陽性預測值(PPV)為54.2%;陰性預測值(NPV)為95.4%，與單模態分析相比增加16.6-34.6%。上述結果表明，多模態cfDNA分析方法能夠高靈敏度識別腫瘤相關突變，優於或與當前的臨床篩查方式一致，可以改善和補充目前對TP53m攜帶者的管理。

        結語

        綜上所述，研究團隊使用基因組、片段組學和表觀基因組方法對來自82個TP53m攜帶者的170個樣本進行了綜合分析，揭示了多組學和多模態cfDNA聯合檢測對HCS(如LFS)早期癌症檢測的補充價值。每種檢測方法(TS、sWGS、cfMeDIP-seq)都可以檢測分析獨立的生物信號，當與其他臨床篩查方式一起評估時，可提高預測總靈敏度、特異性和穩健性。這提示液體活檢可作為一種有價值的診斷前篩查檢測，與目前的影像學監測相補充。

        據悉，研究團隊將進一步測試這種多模態分析方法，並對具有不同類型的高風險HCS患者進行篩查，希望能及早發現癌症。

        參考文獻

        Derek Wong, Ping Luo, Leslie E. Oldfield. et al, Early Cancer Detection in Li-Fraumeni Syndrome with Cell-Free DNA. Cancer Discov 2023. https://doi.org/10.1158/2159-8290.CD-23-0456.https://aacrjournals.org/cancerdiscovery/article/doi/10.1158/2159-8290.CD-23-0456/729598/Early-Cancer-Detection-in-Li-Fraumeni-Syndrome