学术前沿 | 宫颈脱落细胞样本甲基化组数据可预测卵巢癌风险

近日,Nature Communications 杂志发表了一篇名为“The DNA methylome of cervical cells can predict the presence of ovarian cancer”的文章,作者运用卵巢癌患者和健康人的宫颈脱落细胞的850K芯片数据寻找差异甲基化位点,最终纳入甲基化差异最显著的14000个位点构建分类指标(WID-OC-index),WID-OC-index能有效区分卵巢癌样本和正常样本。WID-OC-index与年龄和BRAC1突变有相关性,然而,作者发现WID-OC-index的分类性能与卵巢癌的存在与否无关,即宫颈脱落细胞样本中不存在卵巢癌DNA的情况下,WID-OC-index依然能区分卵巢癌样本和正常样本,最终作者把这归结于发育过程中的表观发育缺陷。




该研究属于Forecee计划的一部分,Forecee计划由欧盟委员会资助并由伦敦大学学院妇女癌症部牵头。 其愿景是开发一种筛查测试,旨在预防四种高发妇科癌症—乳腺癌、子宫癌、卵巢癌和宫颈癌。该研究共纳入了5个中心的2747例临床宫颈脱落细胞样本(图1),运用Illunima 850K 芯片进行样本甲基化水平检测,数据集分为发现集和外部验证集,在外部验证集中除了卵巢癌数据集,还包括子宫内膜癌、乳腺癌和携带BRAC突变的数据集。


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图1


在寻找差异甲基化位点的过程中,作者去除了免疫细胞的干扰,只选择在上皮细胞中存在最显著差异的CG位点(图2b和c)并排序,在内部验证集中分别用Lasso和Ridge回归评估纳入不同数目排序最靠前的CG位点的AUC值,结果表明,Ridge 回归的分类效果优于Lasso(图2d),CG位点数为14000个时,AUC值最大,选择此时的模型作为分类指标WID-OC-index。进一步地,WID-OC-index区分内部验证集中卵巢癌和正常样本的AUC为0.78(图2e)。


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图2


在外部验证集中,WID-OC-index区分卵巢癌和正常样本的AUC值为0.76(图3b),区分子宫内膜癌样本和正常样本的AUC值为0.90(图3d),区分乳腺癌样本和正常样本的AUC值为0.68(图3f),区分携带和非携带BRAC1突变的健康人的AUC值为0.62(图3h)。


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图3


WID-OC-index与年龄呈正相关(图4a),与肿瘤分期相关,晚期患者的WID-OC-index大于早期患者(图4f),与其他临床因素不存在显著相关性。

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图4


以上表明WID-OC-index对于卵巢癌、子宫内膜癌和乳腺癌均具有一定的诊断价值,然而令人意外的是,作者用HEpiDISH算法分析了宫颈脱落细胞中卵巢癌 DNA的占比,发现卵巢癌患者和健康人的宫颈脱落细胞中均不含卵巢癌DNA(图5)。作者推测WID-OC-index信号可能源自表观遗传发育缺陷。


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图5


WID-OC-index可能是胚胎发育的印记,鉴于其与年龄呈正相关,它也可能受到后天因素的影响,作为一种卵巢癌风险量化指标,其临床应用价值仍需要进一步评估。


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