芝加哥大学研究人员开发出一种新型液体活检技术，通过检测血液中的RNA修饰变化，成功实现对早期结直肠癌95%准确率的检测。
与需要组织取样的传统活检不同，这种新型液体活检通过简单的抽血即可检测癌症迹象——传统方法主要通过追踪循环游离DNA的突变或修饰变化来实现。虽然液体活检在癌症监测方面前景广阔，但其在疾病早期阶段的检测准确率一直较低。芝加哥大学研究团队通过采用RNA替代DNA进行癌症检测，显著提升了检测灵敏度。
研究团队使用结直肠癌患者的血液样本进行验证，该技术在检测疾病最早阶段时的准确率大幅提升，远超现有商业化非侵入式检测方法。目前该研究团队正在芝加哥波尔斯基中心推动该技术的商业化转化。
早期诊断的挑战
当肿瘤细胞死亡时，会释放遗传物质到血液中，这就是标准液体活检所检测的循环游离DNA。但疾病早期阶段肿瘤细胞尚在生长阶段，血液中的这种DNA含量极低。
"这是早期诊断面临的主要挑战——肿瘤DNA在血液中的释放量不足，"芝加哥大学化学系约翰·T·威尔逊杰出服务教授兼生物化学与分子生物学教授何川指出，"我们决定转向RNA作为检测目标。"
RNA是携带DNA指令生成细胞所需蛋白质的遗传代码中间体。分析RNA可以有效反映基因活动状态，因为RNA的存在意味着细胞正在进行蛋白质合成活动。
在最新研究中，博士生朱承纬和张立升（现任香港科技大学教授）开始探索利用循环游离RNA替代DNA进行癌症诊断的可能性。他们发现，测量血液中RNA分子的简单丰度并不可靠，因为RNA含量会随采样时间等因素波动。研究团队凭借其在RNA修饰生物学功能研究方面的专长，通过检测RNA修饰水平的变化解决了这一问题。
研究团队与芝加哥大学医学副教授、胃肠病学家马克·比森内特合作，分析了结直肠癌患者的样本。令人惊讶的是，他们不仅检测到人类细胞的循环游离RNA修饰，还检测到了肠道微生物的RNA信号。数以亿计的肠道细菌在肿瘤存在的情况下会改变其活性状态。
何川教授解释道："我们发现癌患与健康个体的微生物RNA存在显著差异。肠道肿瘤生长引发的炎症会导致周围微生物群落重塑。"
由于微生物群的更新速度远快于人体细胞，其释放到血液中的RNA片段能更早反映癌变活动。现有基于粪便DNA/RNA检测的商业化测试在癌症晚期阶段准确率约为90%，但早期准确率下降至50%以下。而基于RNA修饰的新技术整体准确率接近95%，且在癌症最早阶段也保持高准确性。
"这是首次将RNA修饰作为癌症生物标志物进行应用，相比RNA丰度检测更可靠且灵敏度更高，"何川教授强调，"能够在早期阶段检测到癌症这是前所未有的突破。"
这项名为"微生物组来源循环RNA修饰区分结直肠癌样本"的研究，获得了芝加哥大学转移医学研究所、罗尔夫基金会、美国国立卫生研究院等多项资助。研究团队包括来自美国芝加哥大学、加州理工学院、中国科学院、纽约大学等机构的数十位研究人员。
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