血液白细胞DNA甲基化标志物的鉴定与验证：结直肠肿瘤早期检测的新突破

这篇研究通过Illumina Infinium MethylationEPIC v2.0芯片和简化代表性亚硫酸氢盐测序（RRBS）技术，系统筛选并验证了血液白细胞中结直肠癌（CRC）及癌前病变的特异性DNA甲基化标志物。研究构建的多靶点甲基化评分模型（AUC=0.88）显著优于传统生活方式评分（AUC=0.62），揭示了PVRIG、TRNT1等基因甲基化在肿瘤免疫微环境调控中的关键作用，为无创性人群筛查提供了高灵敏度（83.3%）和高特异性（81.6%）的新策略。

　　

引言

结直肠癌（CRC）是全球高发的消化道恶性肿瘤，早期诊断对生存率至关重要。DNA甲基化因其稳定性和肿瘤特异性成为理想标志物，而血液白细胞（WBC）的甲基化谱能反映系统性肿瘤微环境变化。本研究通过多中心队列和机器学习方法，探索WBC甲基化标志物在CRC及癌前病变检测中的应用价值。

方法

样本与设计
纳入325例来自中国6个城市的结肠镜受试者，采用两阶段设计：

1. 发现阶段：使用935K芯片分析56例晚期腺瘤（AA）和50例健康对照（HC），RRBS检测22例CRC、20例AA和30例HC。
2. 验证阶段：靶向亚硫酸氢盐测序（TBS）独立验证48例CRC、50例AA和49例HC。

技术路线

• 甲基化检测：芯片数据经ChAMP包标准化，校正批次效应和细胞异质性；RRBS数据通过FastQC质控，BSMAP比对。
• 模型构建：采用弹性网络（Elastic-Net）、LASSO和逻辑回归筛选标志物，通过1000次Bootstrap验证稳定性。

结果

标志物筛选

• 935K芯片：发现48个差异甲基化位点（DMPs），包括ZBTB38、ELMO1等基因的4个高甲基化和44个低甲基化位点。
• RRBS：鉴定出54个差异甲基化区域（DMRs），其中PVRIG（chr7:99818509-99819009）高甲基化和TRNT1（chr3:3169818-3170340）低甲基化最显著。

模型性能
五基因甲基化评分模型（PVRIG、TRNT1、CES1等）表现优异：

• CRC检测：AUC 0.88（95%CI 0.81-0.95），灵敏度83.3%。
• AA检测：AUC 0.92，灵敏度88.0%。
• 联合模型：整合生活方式因素后AUC提升至0.89，特异性达82.7%。

功能分析
GO富集显示标志物参与胚胎发育和转录调控；KEGG提示与胃癌通路和细胞黏附相关，如FGFR2、NECTIN1基因。

讨论

机制意义

• PVRIG：高甲基化可能抑制NK细胞抗肿瘤活性，促进免疫逃逸。
• TRNT1：低甲基化或导致tRNA加工异常，影响免疫稳态。

临床价值
血液甲基化模型优于粪便和组织检测的便捷性，且对AA的敏感性（88.0%）显著高于既往报道（63.0%）。

局限与展望

需扩大样本验证跨人群适用性，并探索甲基化与蛋白质标志物的联合应用。

（注：全文数据均源自原文，未新增结论；专业术语如NK=自然杀伤细胞，AUC=曲线下面积）