全基因组测序提升不明原发癌组织起源诊断与精准治疗选择

针对不明原发癌（CUP）诊断与治疗难题，澳大利亚研究团队通过全基因组和转录组测序（WGTS）技术，系统比较了WGTS与靶向panel测序在73例CUP患者中的表现。研究发现WGTS不仅可检测所有panel覆盖的DNA变异，还能额外识别76%病例中具有诊断或治疗意义的突变，并通过算法（CUPPA）将71%的病例组织起源预测准确率提升至71%，显著拓宽了治疗选择范围。该研究为CUP的精准诊疗提供了新范式，成果发表于《Nature Communications》。

　　

论文解读

癌症诊疗中，约1-3%的患者面临不明原发癌（CUP）的困境——肿瘤已转移却无法确定原始发病部位。这类患者中仅20%对经验性化疗敏感，多数预后极差。传统诊断依赖免疫组化（IHC）和影像学，但仍有大量病例难以明确分类。尽管靶向panel测序能识别部分治疗靶点，但其覆盖范围有限，且无法全面解析肿瘤生物学特征。如何突破技术瓶颈，实现CUP的精准溯源与治疗优化，成为临床亟待解决的难题。

针对这一挑战，来自墨尔本大学等机构的研究团队在《Nature Communications》发表了一项突破性研究。他们采用全基因组和转录组测序（WGTS）技术，对72名CUP患者的73个肿瘤样本（81%为FFPE存档样本）进行系统性分析，并与传统panel测序（386-523基因）进行头对头比较。研究首次证实，WGTS不仅能完全覆盖panel检测的所有变异，还能额外发现76%病例中的关键突变，并通过自主研发的CUP预测算法（CUPPA）将组织起源诊断率提升至71%。此外，团队创新性地将循环游离DNA（cfDNA）测序应用于高肿瘤负荷患者，为无创诊断开辟新路径。

关键技术方法
研究采用三大核心技术：

1. WGTS平台：对FFPE/新鲜组织进行100×肿瘤基因组和转录组测序，结合Hartwig Medical Foundation（HMF）分析流程检测SNV/Indel、CNV、SV及融合基因；

2. 多组学整合：开发CUPPA算法（v1.4），联合DNA突变特征（如SBS4烟草信号）、RNA表达谱和HRD评分（CHORD/HRDetect）进行跨模态预测；

3. 液体活检验证：通过ichorCNA评估ctDNA含量，对>7%肿瘤分数的血浆样本进行深度WGS（中位118×）。

研究结果

WGTS技术优势验证
在71例配对样本中，WGTS与panel测序的SNV/Indel一致性达89%，且检测到panel遗漏的62% CNV和98% SV。典型案例中，WGTS发现PBRM1结构变异，为胆管癌诊断提供关键依据。FFPE样本虽存在拷贝数噪声（P<0.0001），但通过改良提取 protocol 仍保持高灵敏度。

突变特征指导精准诊疗
WGTS特异性检出11例SBS4（烟草相关）和2例SBS7（紫外线）特征，较panel检测率提升36%。在HRD预测中，CHORD/HRDetect双阳性病例（如BRCA2突变胆管癌）提示PARP抑制剂潜在疗效。值得注意的是，3例MSI-H病例经WGTS确诊，而panel检测出现假阴性。

算法驱动的组织溯源
CUPPA算法经6106例已知肿瘤训练后，DNA+RNA联合预测的交叉验证准确率达91.3%。在58例临床未明确病例中，CUPPA高置信度（≥0.8）预测出29例（50%），包括7例NSCLC和6例胆管癌。一例SMARCA4突变肺腺癌虽RNA谱不典型，DNA特征仍实现准确分类。

临床转化潜力
回顾性分析显示，WGTS使79%患者获得靶向治疗机会（panel仅59%），其中43%因明确组织起源（如NSCLC）符合免疫治疗指征。cfDNA-WGS在41%高ctDNA含量病例中重现组织检测结果，为无法活检患者提供替代方案。

结论与展望
该研究确立了WGTS在CUP诊疗中的金标准地位：

1. 诊断层面：突破panel测序的基因限制，通过整合突变特征、HRD评分等多维数据，将诊断率从34%提升至71%；

2. 治疗层面：发现PBRM1等非经典靶点，扩大临床实验准入人群；

3. 技术革新：验证FFPE样本和cfDNA的临床适用性，推动精准医疗普惠化。

未来需扩大罕见癌种训练集以优化CUPPA算法，并开展前瞻性试验验证治疗获益。这项研究为全球CUP诊疗指南的更新提供了Level 1证据，标志着肿瘤分子病理进入全基因组时代。