《Genes, Chromosomes and Cancer》：Understanding the Epigenetic Landscape of Barrett's Esophagus and Esophageal Cancer: A Review of Current Findings, Caveats and Future Directions
食管癌（OC）目前是全球第八大常见癌症，5年生存率为10%–20%，食管腺癌（OAC）的主要危险因素为巴雷特食管（BO）的发生。尽管具有重要的临床意义，但BO和OC的分子发病机制仍未被充分理解。近年来，表观遗传学失调，特别是异常DNA甲基化，已成为关键的研究领域，因其在识别诊断、预后及治疗生物标志物方面具有潜在应用价值。本综述探讨了食管癌不断演变的表观遗传学景观，重点关注其在BO中的起源，并特别强调DNA甲基化——这一被研究最为广泛的表观遗传学机制。本文讨论了参与OAC和食管鳞状细胞癌（OSCC）发生与进展的关键DNA甲基化相关改变，及其作为BO人群早期检测、预后和风险分层生物标志物的潜在临床应用。此外，还探讨了这些表观遗传调控基因在食管癌变中Wnt信号通路和细胞周期控制通路破坏中的作用。本综述最后概述了未来研究方向、当前挑战，以及表观遗传学研究在推进我们对OC发病机制理解和改善患者预后方面的前景。
1 引言
食管癌（OC）目前是全球第八大常见癌症。近年来其发病率迅速上升，据报道增加了六倍。OC主要包括两种亚型：鳞状细胞癌（OSCC）和腺癌（OAC），二者具有不同的分子特征、危险因素和临床结局。虽然OSCC最为常见，但OAC的发病率在西方国家，主要在欧洲、美洲和澳大利亚，呈上升趋势。病例增加的原因通常未知；然而，推测这种激增可能归因于肥胖和胃灼热等危险因素患病率的增加。所有OC亚型均具有高死亡率，尽管治疗有所改进，5年生存率仍为10%–20%。高死亡率主要与缺乏早期临床症状有关，OC通常在治疗选择减少的晚期才被检出。发生OAC的主要危险因素是巴雷特食管（BO）的存在，BO是胃食管反流病（GERD）的并发症。BO是一种癌前病变，发生于食管正常鳞状上皮转变为柱状细胞时，类似于肠道中发现的细胞。约6%–14%的GERD患者发展为BO，其中约0.5%–1%随后将发展为OAC。
内镜和活检被认为是OC初始诊断的金标准，但由于OC的侵袭性及与组织学诊断相关的变异性，基于遗传学和表观遗传学的诊断生物标志物可能有助于改善风险分层、诊断和预后。本综述将简要概述表观遗传学机制，特别强调DNA甲基化——OC中研究最为广泛的表观遗传学修饰。综述将概述有前景的新型基于DNA甲基化的BO和OC生物标志物，并最后讨论未来研究方向、潜在的方法学挑战以及该领域在推进我们对OC理解方面的前景。
2 方法
使用PICO框架，研究人员制定了一个研究问题，以识别文献中与OC相关的关键差异甲基化基因。检索了PubMed、Google Scholar和Cochrane Library数据库，查找与“食管癌”、“巴雷特食管”和“DNA甲基化”等关键词相关的文章。初始检索中的重复论文被移除，其余论文经过相关性和质量评估后酌情移除。剩余的36篇论文经过筛选，数据以标准化形式提取。这些数据用于确定文献中OC以及从BO进展为OAC过程中与非癌性食管组织相比差异甲基化的基因。PRISMA被开发为一种方法，以帮助系统综述的完成和准确性，在筛选数据时，纳入和排除的论文数量被记录在PRISMA流程图中以确保透明度和完整性。
3 表观遗传学修饰及其在癌症中的作用
表观遗传学描述了控制基因表达的机制，被定义为对有丝分裂和减数分裂可遗传的基因表达改变的研，这些改变并非由DNA序列变化引起。表观遗传学修饰涉及对DNA序列或围绕DNA的组蛋白的化学改变，导致染色质结构变化。此类表观遗传学修饰可像分子开关一样微调基因表达方式。DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA的组合在正常人类细胞中共同调控基因表达。异常的表观遗传学模式通过破坏基因表达的正常调控，在癌症发展和进展中发挥关键作用，导致癌基因激活、肿瘤抑制基因（TSG）沉默，以及改变参与增殖、存活和转移的关键细胞通路。
3.1 DNA修饰
DNA甲基化（DNAm）是癌症中研究最深入的表观遗传学修饰，涉及在胞嘧啶残基的5-碳上添加甲基基团，通常在CpG二核苷酸的背景下。它在调控基因表达、维持基因组稳定性以及影响细胞分化和发育中发挥关键作用。癌变与整体DNA低甲基化、启动子高甲基化和频繁的脱氨事件相关，这些通过多种机制促进肿瘤发生，如激活癌基因、沉默TSG和沉默DNA修复基因。DNAm由DNA甲基转移酶（DNMTs）催化，包括DNMT1、2、3A、3B和3L，每种酶在DNA甲基化过程中发挥不同作用。总体而言，DNAm是癌症进展、启动和维持中的关键表观遗传学过程。
3.2 其他DNA修饰
除DNAm外，其他表观遗传学修饰包括与活跃基因调控和癌变相关的羟甲基化。5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）是一种来源于5-甲基胞嘧啶（5mC）的表观遗传学修饰，由十-十一易位（TET）酶将5mC氧化为5hmC而产生。这种修饰被认为在基因激活中发挥作用。在癌症中，5hmC水平低于正常组织，且伴随TET酶的失调或功能丧失，表明5hmC的失调在肿瘤发生中起作用，因此可能作为通用癌症生物标志物。
3.3 组蛋白修饰和其他表观遗传学机制
组蛋白修饰是组蛋白的翻译后化学改变，包括组蛋白甲基化和乙酰化。它们在染色质结构和基因表达的调控中发挥关键作用，因此影响DNA修复、转录和复制等过程。这些调控因子允许响应疾病状态以及环境和发育刺激对基因表达进行精确和动态控制，在癌症中，异常组蛋白修饰可导致肿瘤抑制基因沉默或癌基因激活，促进不受控制的细胞生长和肿瘤进展。
非编码RNA（ncRNAs），如微小RNA（miRNAs）和长链非编码RNA（lncRNAs），是从DNA转录但不编码蛋白质的RNA分子。ncRNAs在包括基因表达、表观遗传学调控和染色质重塑在内的调控过程中发挥作用。在癌症中，ncRNAs的失调可破坏正常细胞过程，促进肿瘤生长、转移和治疗耐药。
近年来，表观遗传学已成为肿瘤学研究的主要关注点，并在治疗、诊断和预后领域显示出巨大潜力。癌症中最常见的表观遗传学改变形式是异常DNA甲基化，这在实体瘤中已显示出作为诊断和预后标志物的潜力。对基因的改变可源于一种或多种表观遗传学修饰的组合、杂合性缺失或编码序列的改变。这些改变可导致细胞分裂、血管生成和凋亡等通路和过程异常发生。由于表观遗传学改变可能是可逆和可塑的，这使其成为肿瘤学治疗的重要靶点。
4 BO和OC中的表观遗传学失调
虽然与OC相关的分子机制仍在研究中，但人们普遍认为表观遗传学改变对OC的发展有重大影响。因此，破译OC及其前体BO的表观遗传学景观，有可能帮助发现OC中的诊断、预后标志物以及疾病进展和治疗反应标志物。它也可能有助于开发针对OC的靶向表观遗传学治疗。在过去十年中，已识别出几种有前景的基于DNA甲基化的OC生物标志物。由于早期检测仍是OC的主要挑战，整合表观遗传学改变基因的证据对于推进生物标志物开发至关重要。
4.1 OC和BO中的DNA修饰
4.1.1 区分OC与正常食管组织的DNAm生物标志物
Tang及其同事识别出一个潜在的DNA甲基化组合，包括PAX1、SOX1和ZNF582，该组合检测OSCC的灵敏度为94.6%，特异度为77%。不同患者样本和基因间的DNAm状态存在轻微差异。例如，ZNF582在女性中的灵敏度和特异度均为100%，而在男性中灵敏度为94%，特异度为74.6%。ZNF582在分化良好的OC肿瘤中甲基化水平也较低。SOX1 DNAm水平也因肿瘤位置而异，上段食管肿瘤显示48.5%的SOX1 DNAm，而下段食管肿瘤的平均DNAm为18.16%。虽然位置间DNAm变异的确切原因未知，但被认为与黏膜损伤程度相关。
4.1.2 区分OAC与OSCC的DNAm生物标志物
全面的分子谱分析已证明OAC和OSCC是截然不同的疾病类型，具有显著不同的分子特征，包括表观遗传学景观的差异。然而，一些DNA甲基化改变，包括CDKN2A等肿瘤抑制基因的高甲基化，已在两种亚型中均有报道，表明虽然需要亚型特异性生物标志物，但某些表观遗传学改变可能反映食管癌变的共同机制。具体而言，CDKN2A在两种亚型中均被发现高甲基化。由于TP53和CDKN2A调控不同但互补的细胞周期通路，影响这些基因的改变可能共同促进食管癌变。为克服亚型差异问题，Pu等人开发了一个五标志物组合以特异性识别OSCC与OAC组织，包括三个启动子区域STK3、ZNF418和ZNF542以及两个CpG位点cg19396867和cg20655070。在Lu等人的进一步研究中，一个五基因DNA甲基化组合被识别用于区分OAC和OSCC。
4.1.3 从巴雷特食管向食管腺癌转变中的DNAm生物标志物和过程
识别基于DNA甲基化的OC和BO生物标志物目前是一个活跃的研究领域。研究已产生基因组合，如Alvi及其同事开发的由PIGR、RIN2、GJA12和SLC22A18组成的四基因组合，该组合随后在前瞻性队列中得到验证以对患者进行分层，发现区分OAC/高级别异型增生与BO的特异度为97%，灵敏度为94%。Jin及其同事的另一个研究报告了一个包含p16、HPP1、RUNX3、NELL1、TAC1、AKAP12和CDH13的组合，显示出预测从BO进展为OAC的潜力。这些和其他模型被Nieto及其同事全面综述，结论是尽管结果令人鼓舞，但在临床实施前仍需要前瞻性验证和方法学标准化。
理解从BO到OAC转变的过程和表观遗传学联系对于开发用于诊断和预后应用的早期生物标志物组合很重要。BO到OAC的进展是一个可能持续多年的过程，可由多种因素引起。据推测，通过GERD损伤，食管上皮可以获得祖细胞特征，使其能够将表型从正常鳞状上皮转变为BO中可见的柱状上皮。GERD引起的慢性炎症促进表观遗传学改变，并营造支持癌症进展的微环境。许多在癌症中常见的肿瘤抑制基因在OC和BO中高甲基化，如MGMT和CDKN2A。TP53启动子甲基化也已在OC中报道，然而，其作为异型增生进展标志物的潜力更与遗传改变密切相关，特别是TP53突变和杂合性缺失（LOH），这些发生在从BO到食管腺癌的肿瘤进展过程中。在BO中，CDKN2A等TSG启动子区域特定CpG岛的DNA甲基化通常增加。研究表明CDKN2A是从BO向OAC转变过程中最早异常甲基化的基因之一，使其成为OC早期检测的关注基因。BO中识别的许多表观遗传学和遗传改变也见于OC，支持其在评估从BO进展为OAC风险的检测中的潜在临床应用。例如，TWIST1和ZNF569在BO和OC中均被发现差异甲基化，Chettouh等人的研究将TWIST1、ZNF569、ZNF345和TFPI2识别为检测BO的潜在DNA甲基化组合。在检查BO中差异甲基化基因作为疾病进展指标时需要谨慎，因为并非所有具有特定DNAm模式的患者都会发展为OC。
4.2 OC和BO中常见的表观遗传学失调通路
检查OC和BO中经常表观遗传学失调的关键基因的功能，已识别出OC中经常被破坏的关键分子通路。特别是，Wnt通路和细胞周期调控被持续发现失调，凸显了它们在OC进展表观遗传学景观中的核心作用。这些通路也可以在Hanahan和Weinberg提出的癌症标志框架内进行解释，展示了异常DNA甲基化如何促进肿瘤发展过程中获得的几种基本生物学能力，包括维持增殖信号、逃避生长抑制因子、抵抗细胞死亡、实现复制性永生化、促进基因组不稳定以及促进侵袭和转移。因此，参与这些通路的基因的表观遗传学失调不仅提供了BO向OAC进展的机制性见解，还凸显了它们作为诊断、预后和治疗生物标志物的潜在临床效用。
4.2.1 Wnt信号通路
Wnt信号级联对于稳态、再生和组织形态发生至关重要，该通路的失调通过恶性转化祖细胞促进癌变，导致增殖增加。该通路始于Wnt蛋白，Wnt蛋白是启动Wnt信号级联的分泌糖蛋白。当Wnt与其受体结合时，Disheveled被激活。这抑制了通常降解β-连环蛋白的破坏复合物。在细胞核中，β-连环蛋白与TCF/LEF转录因子相互作用，导致Wnt靶基因的激活。
几种已涉及破坏Wnt信号通路的差异甲基化基因与OC和BO均有关联，包括APC、NKD2和SFRP1。APC基因在Wnt信号通路中发挥关键作用，正常功能下，APC帮助调控β-连环蛋白，防止其积累从而抑制不受控制的细胞增殖。APC在OC中经常高甲基化，这导致其肿瘤抑制功能丧失，APC中的DNAm改变在BO样本和约95%的OAC病例中被发现。
SFRP1直接结合Wnt蛋白并阻止其与Frizzled家族受体结合，因此作为Wnt信号的分泌型抑制剂。SFRP1位于一个在癌症中经常被沉默的染色体区域，表明SFRP1在癌变中发挥肿瘤抑制作用。SFRP1的DNAm在BO样本和估计65%的OAC病例中被发现。
NKD2是Wnt信号的负调控因子，通过Wnt通路中与Disheveled蛋白的相互作用帮助抑制肿瘤生长。NKD2的表达在几种OSCC细胞系中完全丧失或大大减少，据信NKD2通过在体外和体内抑制Wnt信号来促进OC的肿瘤发生。
肿瘤抑制因子SOX17通常抑制Wnt信号，随着OC进展其甲基化程度增加。因此，SOX17表达丧失，导致β-连环蛋白水平升高及其在细胞中的重新分布。使用去甲基化剂5-氮杂-2′-脱氧胞苷恢复SOX17表达可以抑制TCF/β-连环蛋白依赖性转录并减缓OC细胞的增殖。另一方面，当SOX17缺失时，Wnt信号保持不受控制，促进肿瘤生长。
总的来说，这些表观遗传学改变展示了异常DNAm如何破坏Wnt信号级联的多个组成部分，导致持续增殖信号和生长抑制机制丧失，这是癌症的两个关键标志。Wnt信号的持续激活也促进肿瘤细胞存活、侵袭和疾病进展，强调了这些DNA甲基化事件超越其作为生物标志物的生物学意义。
4.2.2 细胞周期与凋亡
CDKN2A是在BO向OC转变过程中最早甲基化的基因之一。CDKN2A编码两种重要的肿瘤抑制蛋白p16INK4a和p14ARF。这些蛋白调控细胞周期并防止不受控制的细胞增殖，该基因功能丧失导致许多癌症的进展。P16INK4a抑制细胞周期蛋白依赖性激酶4和6的活性，这是视网膜母细胞瘤蛋白（RB1）磷酸化所需的。这一过程促进食管上皮细胞增殖，促进肿瘤生长。在OC中，影响p14ARF的CDKN2A基因甲基化导致p53活性降低，损害细胞凋亡能力，导致遗传不稳定细胞促进癌症发展。当MGMT在癌症中高甲基化时，通常导致MGMT基因沉默。在正常情况下，MGMT修复DNA中的O6-甲基鸟嘌呤损伤，这些损伤由烷化剂引起。在食管组织中，这些DNA损伤可能通过慢性胃食管反流、炎症相关的活性氧和氮物种、烟草烟雾和其他环境致癌物产生。MGMT启动子高甲基化导致转录沉默和DNA修复能力受损，使烷化DNA损伤持续存在。这种修复功能至关重要，因为这些损伤的积累可导致突变和基因组不稳定，触发凋亡或激活其他损伤反应机制。虽然MGMT表达丧失在胶质母细胞瘤中被认为是烷化化疗反应的预测性生物标志物，但在OC中其生物学意义更可能与通过基因组完整性维持受损促进肿瘤启动和进展有关，而非治疗反应。TP53编码关键肿瘤抑制因子p53，通过多种通路调控凋亡。在感知细胞应激（如DNA损伤）时，p53被激活并触发促凋亡基因的转录，导致线粒体功能障碍和促凋亡蛋白如PUMA和BAX的产生。通过促进凋亡，p53帮助消除受损或潜在癌变细胞，维持基因组完整性。p53的丧失或突变是许多癌症的常见特征，导致OC中凋亡抵抗、遗传不稳定和肿瘤进展。
总之，影响CDKN2A、MGMT和TP53的启动子甲基化说明了异常DNA甲基化如何破坏控制细胞周期调控、DNA修复和凋亡的通路。这些改变直接促进癌症的几个标志，包括逃避生长抑制因子、抵抗细胞死亡和基因组不稳定，从而促进恶性转化和进展。这进一步支持了这些DNAm标志物作为食管癌变机制驱动因素和疾病检测及风险分层的有前景生物标志物的重要性。
5 OC表观遗传学研究当前的方法学注意事项
OC的表观遗传学研究显著增进了我们对疾病的理解。然而，OC表观遗传学研究存在几个值得注意的方法学注意事项。这些注意事项可能影响研究结果的解释和可重复性，以及研究向临床应用的转化。
5.1 表型评估和时间动态
表型评估是指对OC可观察特征或性状的详细分析，如OC亚型、侵袭性、OC细胞特征和蛋白表达标志物。OC中的表型评估对于理解疾病和开发有效治疗至关重要。然而，几个方法学和解释性注意事项可能影响这些评估的可靠性和有效性，如样本异质性、解释挑战和时间动态。解释挑战也可能影响OC中的表型评估。观察到的表型的功能意义可能依赖于背景。例如，相同的分子改变可能根据细胞环境和存在其他遗传或表观遗传学改变而产生不同效应。OC中观察到的表型改变可能是其他潜在过程的继发现象，而非疾病进展的直接驱动因素。在时间动态方面，OC随时间推移和治疗而演变，表型特征可随疾病进展而改变。横断面研究可能无法捕捉这些时间动态，导致不完整或误导性结论。为解决其中一些问题，需要纵向队列研究和结合表型关联的多组学研究。
5.2 样本量
针对OC和BO患者的大规模研究仍然是一个挑战，这因此影响统计功效、可重复性和临床转化。OC DNA甲基化研究倾向于20至800个样本，少数研究获得超过1000个样本。这些数据集通常按OC亚型和疾病分期分层，进一步降低亚组分析的统计功效。相比之下，乳腺癌、结直肠癌和肺癌等更常见癌症的甲基化研究通常超过1000至5000个样本，由更大的队列和更完善的资源支持。在OC中，较小的样本量通常归因于高死亡率，这限制了纵向数据，以及获取肿瘤组织的困难。
高肿瘤异质性需要亚组分析，这降低了有效样本量。小组也可能无法捕捉亚组特异性DNA甲基化差异。DNA甲基化改变可基于肿瘤分期、年龄、遗传背景和环境因素发生，这使可推广性复杂化。
应使用更大患者队列进行表观基因组关联研究（EWAS），以识别和验证与特定临床表型相关的DNA甲基化模式，从而纠正这些问题。已在OAC和OSCC上进行了几项EWAS，但仍需要更大、充分效力的EWAS，并具有平衡的病例-对照数量，以加强稳健表观遗传学标志物的识别。更大的患者队列将有助于检测OC及其亚型之间生物学相关的DNAm改变，并理解DNAm如何在患者亚组之间变化。
5.3 组织异质性
表观遗传学研究受到几个生物学和方法学设计问题的限制，特别是围绕细胞类型和组织中的表观遗传学变异性。来自不同患者的肿瘤之间的变异性也可能影响表型评估。这种变异性可能由于遗传差异、环境因素和多样的病因因素，使推广研究结果具有挑战性。虽然OSCC和OAC中的DNAm模式存在重叠，但其表观遗传学景观存在差异，可能需要进一步的亚型DNAm分析。这种变异可能导致研究中未能捕捉到完整的遗传和表观遗传学图景。除患者间变异性外，瘤内异质性对OC表观遗传学生物标志物开发构成进一步挑战。DNA甲基化谱分析已证明OC中存在显著的瘤内表观遗传学异质性，表明同一肿瘤的不同区域可能具有不同的DNA甲基化模式。增加的瘤内DNA甲基化异质性与淋巴结转移和较差的总生存率相关，表明表观遗传学多样性促进肿瘤进展并可能影响生物标志物性能。因此，依赖单一肿瘤活检可能无法捕捉个体肿瘤的完整表观遗传学景观，凸显了多区域采样、单细胞甲基化谱分析和液体活检等方法的重要性。
为克服这一注意事项，可以使用几种算法和技术，包括替代变量分析（SVA）、单细胞DNA甲基化谱分析和组织显微切割。SVA是一种统计方法，用于识别可能驱动高维数据变异的隐藏或未观察变量，这些变异并非由实验条件或感兴趣的生物学因素引起。这些变量可用于调整分析，去除其效应从而实现更准确的下游分析。单细胞DNA甲基化谱分析能够在单细胞水平检查DNA甲基化，这对于理解OC组织中细胞异质性很重要，不同细胞类型可能具有不同的甲基化谱。
5.4 DNA甲基化谱分析
DNA甲基化谱分析是理解OC表观遗传学改变的强大工具，但需要注意技术变异性、数据分析和解释以及临床环境应用等问题。在临床环境中，识别稳健且临床相关的DNA甲基化生物标志物需要在不同患者队列中进行广泛验证。患者群体、样本收集和处理方法的变异性可能影响生物标志物性能。在比较各种方法时需要考虑几个问题，如DNA甲基化谱分析不同方法的灵敏度、特异度和覆盖度差异。结果可能因所选方法而异。不同批次样本或试剂之间的技术变异性可能引入偏倚。虽然大多数OC甲基化研究使用450K或EPIC阵列等技术进行，但新的EPIC 2.0阵列、全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS）和单细胞分析是更先进的技术，可以显著增强我们对表观基因组学在OC中作用的理解。EPIC 2.0阵列提供了更全面和精细的探针集，用于捕捉OC中的DNA甲基化变化，改进了450k等早期阵列。WGBS提供OC和BO中DNA甲基化模式的碱基对分辨率，允许研究人员捕捉与OC进展相关的全局甲基化变化。此外，单细胞WGBS有助于解析表观遗传学异质性，识别肿瘤内和OC亚型中的不同亚群。然而，WGBS运行成本高且需要高DNA投入，这些因素可能使其难以用于大规模研究或资源有限的实验室。最近，酶促甲基化测序（EM-seq）已成为传统亚硫酸氢盐测序的替代方案。与亚硫酸氢盐转化不同，EM-seq采用酶促反应区分甲基化和未甲基化胞嘧啶，同时保持DNA完整性。这导致序列质量提高、DNA降解减少和文库复杂度增加，使其对循环游离DNA和FFPE来源DNA等低投入临床样本特别有利。
大多数OC研究依赖亚硫酸氢盐测序或DNA甲基化阵列，这可能将羟甲基化误解为真正甲基化，并缺乏单细胞分辨率。虽然差异甲基化区域（DMRs）被广泛报道，但由于批量测序、肿瘤异质性和福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）相关伪影的限制，其功能相关性往往不清楚。未来研究应整合单细胞DNA甲基化测序、羟甲基化特异性方法和功能检测，以确认OC中真正的表观遗传学改变。
6 未来展望
大多数癌症DNA甲基化研究集中在候选基因研究或使用标准EWAS设计的基于阵列的方法。然而，研究人员越来越多地在基于表观基因组学的生物标志物中应用机器学习（ML）应用。ML自动化了从数据中提取模式的过程，监督式ML学习一个捕捉输入数据与结果变量之间关系的模型。对于使用DNA甲基化数据检测和分类OC和BO，基于预测性ML解决方案，特别是监督式ML的兴趣显著增加。DNAm数据通常是高维的，模型遭受维度灾难、高计算复杂度和过拟合。因此，ML技术通常用于通过特征减少来缓解高维度问题。差异甲基化是最常用的方法，但所使用的ML特征减少方法范围正在扩大，例如Boruta和后向消除。此外，无监督ML，特别是聚类方法如PCA或kmeans，已被应用于发现OC分子亚型，这有助于预测治疗反应和总生存率。荟萃分析是一种统计方法，可以结合多个研究和队列的数据。这允许识别异质性以进行更准确的量化，结合研究数据将有助于克服小样本量的限制。这种方法也已被证明有助于识别需要优先进行进一步分析和研究的结果。
循环肿瘤DNA（ctDNA）是由凋亡肿瘤细胞释放到血液中的单链或双链DNA。ctDNA可以以非侵入性液体活检的形式用于早期检测、治疗反应评估和残留疾病检测。最近，研究调查了通过液体活检获得的循环游离DNA（cfDNA）和循环肿瘤DNA（ctDNA）对早期OC检测的诊断价值。这种方法将优于当前OC诊断，因为它是非侵入性的，无需内镜和活检等程序即可洞察肿瘤表观遗传学。OC中的液体活检可能有助于OC的早期检测，并通过ctDNA甲基化模式评估BO患者发生OC的风险。几种循环甲基化DNA生物标志物已显示出有前景的诊断潜力，包括SHOX2、SEPTIN9、RNF180和EPO在内的基因异常甲基化已在血浆来源的ctDNA中检测到，并显示可区分食管癌患者与健康对照。此外，多基因甲基化组合与单个生物标志物相比已显示出改善的诊断性能，表明结合多个DNA甲基化靶点可能增强微创早期检测策略的灵敏度和特异度。然而，尽管有这些令人鼓舞的发现，在血液来源的甲基化生物标志物可常规应用于临床实践之前，仍需要进一步的前瞻性验证研究和检测标准化。液体活检中一个潜在的cfDNA标志物是检查5hmC，因为5hmC的模式，特别是其丧失，已被证明可指示癌变，并可能关联OC中的癌症分期和治疗选择。
除血液来源的生物标志物外，结合DNA甲基化检测的微创食管取样设备在BO检测中显示出相当大的前景。EsoCheck设备能够进行非内镜食管上皮细胞采集，而配套的EsoGuard检测分析包括VIM和CCNA1在内的基因甲基化，以高灵敏度和特异度识别BO。这些技术为筛查高危人群提供了传统内镜的替代方案，并可能改善BO和OAC的早期检测。然而，在大规模临床实施之前，仍需要进一步的前瞻性验证和成本效益研究。
多组学谱分析是整合来自基因组学、表观基因组学、蛋白质组学、转录组学和其他组学领域的数据，这对于OC等由多种生物学过程改变驱动的复杂疾病很有用。这产生了对开发用于诊断、治疗或预后目的的生物标志物的全面和综合性方法的需求。来自不同组学数据的生物标志物可导致具有更好特异度和灵敏度的改进诊断，并可能通过数据整合发现新的生物标志物。对于OC，有几项研究采取多组学方法发现新的治疗和诊断标志物，如Zhao及其同事结合了表观基因组学、蛋白质组学、转录组学和磷酸化蛋白质组学等组学数据。OC和BO中的多组学谱分析也有助于捕捉肿瘤演变、治疗反应和耐药机制随时间推移的动态，这将有助于我们整体了解BO和OC。除单独DNAm外，研究还探索了多模式方法的益处，利用ML在多组学环境中提取更丰富和更多样的信息，可能导致更有效的预测模型。由于OC中DNAm的巨大多样性，将组合与另一种诊断/预后方法结合，如特定适配体、突变筛查、成像和活检，可能有助于提高潜在诊断检测的特异度和灵敏度。
7 结论
DNA甲基化已成为最有前景的表观遗传学机制之一，用于识别能够改善OC早期检测、诊断和风险分层的生物标志物。已在BO、OAC和OSCC中识别出大量甲基化改变，几个候选生物标志物和多标志物组合显示出令人鼓舞的诊断和预后性能。然而，研究设计、患者队列、分析平台和验证策略方面的显著异质性限制了研究之间的直接比较，并延迟了临床转化。全基因组甲基化谱分析、微创取样方法、机器学习和多组学整合的进展为改善生物标志物发现和开发更稳健、临床适用的甲基化组合提供了新机会。未来研究应优先考虑大型、特征明确的前瞻性队列和标准化分析方法，以实现独立验证并促进临床实践实施。总的来说，DNA甲基化生物标志物仍然是改善OC预防、早期检测和个体化管理的高度有前景的方法。
