近日，國(guó)家肝癌科學(xué)中心/上海東方肝膽外科醫(yī)院王紅陽(yáng)院士團(tuán)隊(duì)、廣州南方醫(yī)院侯金林教授團(tuán)隊(duì)，與貝瑞基因（000710）參股子公司和瑞基因共同完成的研究成果――“Genome-scale profiling of circulating cell-free DNA signatures for early detection of hepatocellular carcinoma in cirrhotic patients”，發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊Cell Research（IF=20.5）上 。在此研究中，和瑞基因作為共同通訊作者單位深度參與其中，并承擔(dān)了隊(duì)列樣本的基因檢測(cè)、數(shù)據(jù)挖掘與模型構(gòu)建等工作。

　　該研究成果是基于多中心、前瞻性萬(wàn)人隊(duì)列肝癌極早期預(yù)警標(biāo)志物篩查項(xiàng)目――PreCar得出。研究顯示，HIFI技術(shù)是用于區(qū)分肝癌和非肝癌人群的肝癌早篩基因檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)貫穿了肝癌全病程，從極早期到晚期均有優(yōu)異表現(xiàn)，其靈敏度和特異性亦達(dá)到95.42%和97.91%。

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　該研究從中國(guó)11個(gè)省的13家醫(yī)院納入3234例樣本，其中肝細(xì)胞癌508例、由病毒性肝炎、脂肪肝等引起的肝硬化2250例、健康人群476例，是目前樣本量最大的臨床多中心研究。

　　該研究采用了最新的下一代測(cè)序（NGS）技術(shù)，依托于和瑞基因高通量測(cè)序及海量數(shù)據(jù)（603138）分析平臺(tái)，完成了研究所用樣本的cfDNA全基因組測(cè)序及羥甲基化測(cè)序，并使用和瑞基因自主研發(fā)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法完成cfDNA基因組四個(gè)維度的特征提取及模型構(gòu)建，包括5-羥甲基胞嘧啶（5-Hydroxymethylcytosines）、末端序列（motIf）、片段分布（Fragmentation）、核小體印跡（nucleosome footprInt）。最終通過(guò)加權(quán)整合，綜合利用四個(gè)維度特征數(shù)據(jù)構(gòu)建了肝癌診斷與篩查模型--HIFI模型（Figure 1）。同時(shí)，研究將多中心入組樣本隨機(jī)分配為彼此獨(dú)立的訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測(cè)試集，使HIFI模型的分類性能得到充分、客觀的驗(yàn)證。

　　Figure 1 Study design

　　研究結(jié)果

　　通過(guò)使用獨(dú)立的測(cè)試集驗(yàn)證，HIFI模型對(duì)肝細(xì)胞癌與肝硬化人群的分類靈敏度與特異性分別達(dá)到95.42%與97.83%（Figure 2A）；而將對(duì)比人群擴(kuò)大到非肝細(xì)胞癌人群時(shí)，靈敏度與特異性更是達(dá)到了95.42%與97.91%（AUC = 0.996），NPV達(dá)到99.68%（Figure 3）。

　　如前文所述，該研究為大規(guī)模多中心臨床研究，這使得我們可以通過(guò)對(duì)不同中心入組樣本進(jìn)行獨(dú)立的模型性能驗(yàn)證來(lái)客觀檢驗(yàn)HIFI技術(shù)的穩(wěn)定性。如Figure 2B所示，該項(xiàng)分析結(jié)果證實(shí)了HIFI技術(shù)在各中心入組的測(cè)試集樣本中均有較優(yōu)異的表現(xiàn)，AUC值可達(dá)到或超過(guò)0.99，說(shuō)明該技術(shù)能夠較好的規(guī)避不同中心來(lái)源樣本及地域差異。

　　更重要的是，對(duì)比傳統(tǒng)血清學(xué)肝癌篩查手段，HIFI技術(shù)具有更優(yōu)異的性能，針對(duì)不同病理分期的肝細(xì)胞癌都能做到較精準(zhǔn)的檢測(cè)。如Figure 2H-J所示，HIFI技術(shù)在腫瘤體積較小和分期較早時(shí)仍然具有穩(wěn)定的靈敏度表現(xiàn)，以極早期（BCLC 0期）與早期（BCLC A期）肝細(xì)胞癌為例，HIFI技術(shù)檢測(cè)靈敏度相比同期的AFP提升了3倍，比PIVKA-II提高了70%。

　　通過(guò)對(duì)臨床信息進(jìn)一步分組分析結(jié)果表明，HIFI技術(shù)在各種臨床亞型的高風(fēng)險(xiǎn)患者群體中也有比較穩(wěn)定的表現(xiàn)（Figure 2C），對(duì)于AFP陰性（　　Figure 3 Confusion table of binary results of the HIFI method in the HCC vs non-HCC validation/test sets.（對(duì)應(yīng)原文supplementary figure 2C, D）

　　主要結(jié)論

　　基于cfDNA獨(dú)特的基因組特征，我們通過(guò)大規(guī)模多中心研究開(kāi)發(fā)了一種新的肝癌綜合篩查診斷方法――HIFI技術(shù)，其對(duì)區(qū)分肝癌與肝硬化和健康對(duì)照人群具有較高的準(zhǔn)確性。HIFI技術(shù)對(duì)早期肝癌也具有比較好的篩查效果，由于該類技術(shù)的無(wú)創(chuàng)性和通用性，使其在高風(fēng)險(xiǎn)人群的公共衛(wèi)生健康篩查與肝癌早期診斷應(yīng)用中也有較大的應(yīng)用前景。

　　實(shí)踐應(yīng)用

　　肝癌是世界上最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，目前國(guó)內(nèi)的肝癌早診率較低，大部分患者就醫(yī)確診時(shí)已屬中晚期，如能通過(guò)早篩查、早診斷幫助醫(yī)生對(duì)其進(jìn)行早期干預(yù)和治療，將能顯著提高患者5年生存率。為解決這一臨床問(wèn)題，2020年8月，基于PreCar項(xiàng)目的上述研究成果及前瞻性大隊(duì)列臨床試驗(yàn)結(jié)果，和瑞基因發(fā)布了首款基于HIFI技術(shù)的肝癌早篩產(chǎn)品――“萊思寧”，用于高風(fēng)險(xiǎn)人群的肝癌篩查，可比傳統(tǒng)方法提前6-12個(gè)月預(yù)警肝癌。