面对癌症，“上工治未病”显得尤其重要，有效的早期诊断对癌症治疗有极大帮助：经由早期诊断的患者，五年生存率要比晚期患者高 5-10倍。因此尽早发现癌症可以给患者提供最好的治愈机会。目前，即使全世界范围内，早期诊断技术还没有成熟，一个易于普及、 高特异高敏感的检测方法是癌症早期诊断和筛查的瓶颈所在。

液体活检技术是人们期望很大的一类癌症早期检测技术，其标志物包括了循环肿瘤细胞（CTC）、细胞外DNA（cfDNA）及其甲基化、细胞外 RNA(cfRNA)、外泌体蛋白等。与CTC/cfDNA相比，cfRNA作为癌症标志物至少有以下3个优势：

1.敏感性和功能性： RNA可以通过细胞外排机制，如外泌体，更主动地进入细胞之外的环境中, 因此，基于cfRNA的生物标志物不仅在癌症早期就有很多信号出现在病人血浆中，而且可以提供更多的功能学信息。

2.组织特异性： 很多RNA（包括人源和vwin德赢源）的表达是有组织特异性的，因此，不同肿瘤中特异RNA表达谱的改变可以反映在血浆中。

3.低成本： 针对癌症信号的有效的cfRNA 测序相对于cfDNA及其甲基化测序成本更低，对早筛早诊的普及更有利。

2022年7月11日，生命学院鲁志团队与北京大学第一医院王鹏远团队、南昌大学徐振江团队等多家单位的医疗和科研人员合作，在生物医学权威期刊eLife上发表题为“利用血浆中人和vwin德赢来源的无细胞RNA进行癌症类型分类”（Cancer type classification using plasma cell-free RNAs derived from human and microbes）的研究论文，报导了细胞外RNA（cfRNA）在泛癌早期诊断中的应用和前景。

研究发现：利用人类血浆中小 RNA（miRNA） 之外的更长更微量的cfRNA（包括了 mRNA, lncRNA, circRNA 等），通过生物信息学分析和机器学习模型的整合，可以很好地诊断常见五大癌症（结肠癌、胃癌、肝癌、食道癌、肺癌），AUC（曲线下面积）达到0.91（尤其是肝癌可以达到0.95以上）。值得一提的是，本研究特别强调针对早期癌症的研究（65%以上的病例属于早期肿瘤），即使在所有早期病例队列里，诊断AUC仍可以达到0.9，揭示了cfRNA 在癌症早期诊断中的价值。另外，在人源cfRNA基础上，如果结合vwin德赢来源的cfRNA，还可以更加准确地区分癌症组织类型。

图1: 研究方法学路线。除了人类来源的转录本，人类血浆中一部分细胞外核酸来源于vwin德赢（约占cfRNA文库的10%），而且与癌症类型有一定的相关性。

该论文中，作者研究了我国常见5个癌种及健康人近300例血浆的cfRNA样本，证明了人类来源的cfRNA可以很好地发现早期的癌症。同时，RNA-seq数据经不同的生物信息计算方法均发现特定的人类和vwin德赢来源的转录组与特定癌种相关，将两类指标结合在一起对五种常见肿瘤的区分度达到了60-80%。综上，此项研究表明将人源性和vwin德赢源cfRNA结合不仅可以用于早期癌症诊断，还可以区分肿瘤的起源部位。

图2: cfRNA在泛癌上具有很好的诊断能力，通过随机森林等机器学习模型预测，综合AUC达0.91 （尤其是肝癌的AUC高于0.95），并且在早期癌症中的表现仍然稳定不降低。

综上所述，本研究发现了血浆中人源和vwin德赢源的cfRNA具有临床相关性，可用作诊断癌症及判断肿瘤来源类型的生物标记物，具有很好的临床应用前景。

本文共同通讯作者为北京大学第一医院王鹏远主任医师，清华大学生命学院鲁志副教授，以及南昌大学食品学院徐振江教授。北京大学第一医院陈善稳医师和清华大学生命学院2020级在读博士生金云帆、2016级已毕业博士生王思琦、2019级在读博士生邢少贞为共同第一作者。

本工作得到了清华大学春风基金、国家自然科学基金、国家蛋白质科学中心（北京）生物信息平台、北京结构生物学高精尖创新中心等经费的大力支持。

原文链接：https://elifesciences.org/articles/75181