基于尿液游离DNA拷贝数变异分析的膀胱癌无创诊断新策略

推荐：本研究针对膀胱癌传统诊断方法侵入性强、灵敏度不足的问题，通过NGS技术分析20例患者尿液cfDNA的CNV特征，发现13条染色体上存在与肿瘤分级、吸烟史等临床参数显著相关的变异区域，鉴定出ERBB2、SOX4等关键基因。该成果为膀胱癌无创诊断提供了分子标志物新靶点，发表于《Molecular and Cellular Probes》。

　　

膀胱癌作为全球第四大男性高发恶性肿瘤，传统诊断依赖痛苦的膀胱镜检查和低敏感度的尿细胞学检测。尽管这些方法能提供组织学信息，但约35%患者会出现尿路感染等并发症，且对早期病变检出率不足50%。更棘手的是，吸烟等环境因素导致的基因突变与遗传易感性相互作用，使得中国人群的男女发病率比高达5:1，显著高于国际3:1的平均水平。这种严峻现状亟需开发高精度、无创的新型诊断手段。

徐州医科大学附属徐州肿瘤医院与江苏大学附属医院联合团队在《Molecular and Cellular Probes》发表突破性研究。研究人员创新性地采用尿液游离DNA(cfDNA)结合全基因组测序(WGS)技术，对30例经膀胱镜确诊的患者进行拷贝数变异(CNV)分析。通过500kb窗口的读深(Read Depth)算法，配合HMMcopy和IchorCNA软件，系统绘制了中国人群膀胱癌特异性CNV图谱。

研究结果揭示：

1. 整体CNV特征
   在13条染色体上鉴定出19个显著变异区域，其中染色体17q21区域的ERBB2基因扩增与76.34%的高级别肿瘤相关，而染色体19p13的DNMT1基因增益可能通过表观遗传调控促进肿瘤进展。

2. 吸烟特异性变异
   非吸烟患者染色体17q12-q21.33区段出现92.86%的基因增益，显著高于吸烟组(41.67%)，提示烟草可能通过非CNV机制（如TP53点突变）致癌。

3. 肿瘤异质性标志
   多发性肿瘤患者在6p21.31区域呈现83.33%的HMGA1基因扩增，该基因编码的DNA结合蛋白可促进细胞周期进展，解释肿瘤多灶性发生。

4. 转移预测指标
   染色体15q26.2的ARRDC4基因缺失在转移组占比达50%，其通过PI3K/AKT通路调控上皮-间质转化(EMT)的机制为首次在膀胱癌中发现。

关键技术方面，研究采用QIAamp试剂盒提取cfDNA，通过末端修复和接头连接构建文库，使用Illumina平台进行双端测序。生物信息学分析采用GRCh38参考基因组，以Wilcoxon检验(p<0.005)筛选差异CNV，并通过DECIPHER数据库注释功能基因。

讨论指出，该CNV图谱的临床价值体现在三方面：
1）染色体1p35.1区段新发现的POGK基因可能成为肝癌膀胱转移的预测标志物；
2）ERBB2扩增患者或可从乳腺癌靶向药物曲妥珠单抗中获益；
3）DNMT1抑制剂阿扎胞苷可能逆转19p13区段高甲基化。但需注意10例样本因CNV片段小于检测窗口而漏诊，未来需结合甲基化测序提高灵敏度。

这项研究不仅建立首个中国人群膀胱癌cfDNA-CNV数据库，更开创性地将吸烟史等临床参数与分子分型关联，为精准医疗奠定基础。特别是染色体15q26.2区段ARRDC4基因的发现，为解释膀胱癌高转移性提供了新视角，其调控网络可能成为未来药物开发的"阿喀琉斯之踵"。