液体活检DNA甲基化标志物在肿瘤诊治中的实践与挑战
在基于血液的肿瘤生物标志物分析中，血浆常被使用。虽然血清中总cfDNA（包括正常cfDNA和ctDNA）浓度更高，但血浆通常富含ctDNA，且来自裂解细胞的基因组DNA污染较少，ctDNA在血浆中的稳定性也更高。有趣的是，虽然血浆ctDNA多用于分析肿瘤特异性分子特征（如突变和DNA甲基化改变），但大量研究表明，血浆中cfDNA的定量水平本身可能就是肿瘤管理各方面的一个有前景的生物标志物。例如，在乳腺癌中，肿瘤患者的cfDNA浓度显著高于健康对照和良性肿瘤患者，显示出其诊断潜力。然而，临床效用不仅仅要求肿瘤组与对照组之间存在统计学显著差异，更要求组间浓度范围重叠最小——这一标准往往使得单独使用cfDNA浓度作为生物标志物面临挑战。多项报告进一步探讨了不同肿瘤类型中cfDNA和ctDNA产量的差异，以及这种变异性如何影响DNA甲基化诊断生物标志物的实施。同一肿瘤类型患者间总cfDNA的变异性通常大于不同肿瘤类型间的变异性。相比之下，ctDNA的比例在不同肿瘤类型和分期之间往往表现出更一致的差异。这对于基于DNA甲基化的诊断至关重要，因为生物标志物的灵敏度将受限于样本中ctDNA的比例，而非总cfDNA的丰度。在ctDNA比例较低的情况下（常见于早期疾病和中枢神经系统肿瘤等），基于DNA甲基化检测的稳健性会下降。
技术进步，包括高灵敏度方法的开发，促进了血液作为液体活检来源的应用。因此，已涌现出许多基于血液的DNA甲基化检测方法用于肿瘤管理。然而，目前仅有少数检测获得FDA批准（例如用于结直肠癌检测的Epi proColon和Shield）或被指定为“FDA突破性设备”（如多癌种检测Grail's Galleri和OverC MCDBT）。因此，血液作为液体活检来源虽展现出巨大潜力，但也存在明显挑战——关注每一步的质量和优化将极大改善基于血液的DNA甲基化生物标志物成功临床实施的前景。
局部液体活检来源
根据不同肿瘤的解剖位置，肿瘤源性物质可能脱落到血液以外的邻近体液中，如尿液、唾液、脑脊液、胆汁、粪便、胸腔积液、腹腔积液和精液等。与血液的全身性相比，局部体液常具有独特优势，包括更高的生物标志物浓度和来自其他组织的背景噪音降低。因此，对于某些肿瘤类型，使用局部液体活检来源可提高生物标志物的精确度和可靠性。
对于膀胱癌、前列腺癌和肾癌等泌尿系统肿瘤，尿液因其与泌尿道的邻近性而成为天然的液体活检来源。尿液样本可无创获取，最大限度减少了患者不适，并有助于提高检测依从性。尿液尤其适用于膀胱癌管理，因为大多数膀胱肿瘤与尿液直接接触，导致尿液中的肿瘤来源生物标志物浓度高于血液，从而提高了尿液检测的准确性。一个相关例子是在膀胱癌患者的配对尿液和血液样本中检测TERT突变，尿液检测灵敏度高达87%，而血浆仅为7%。在已商业化和FDA指定突破性设备中，基于尿液的膀胱癌检测占据了显著位置。相比之下，用于前列腺癌和肾癌的尿液DNA甲基化生物标志物检测较少，这可能是因为这些肿瘤脱落到尿液中的CTCs和ctDNA量较低。尽管如此，已有报道显示，在前列腺癌中，尿液的生物标志物灵敏度显著高于血浆。
对于包括胆管癌在内的胆道系统肿瘤，胆汁已成为一种有前景的液体活检来源。研究表明，胆汁样本在检测肿瘤相关体细胞突变方面通常优于血浆，能提供更灵敏和特异的临床信息。类似发现也见于粪便和脑脊液，它们在检测早期结直肠癌和脑肿瘤的肿瘤特异性DNA甲基化生物标志物方面，表现优于血浆。虽然一些局部液体活检来源（如尿液和唾液）可无创采集，但其他如胆汁、脑脊液、胸腔积液和腹腔积液通常需要更具侵入性的操作，这可能在原则上限制了其应用。然而，许多这类液体在常规诊断或治疗过程中即可获得，因此将其用于生物标志物检测并不会增加额外的侵入性或风险。例如，胆汁可在内镜逆行胰胆管造影（ERCP）过程中获取，该操作常用于疑似胆管癌的诊断评估。
总之，血浆是应用最广泛的液体活检来源，在多种肿瘤类型和应用中显示出相当的临床前景。然而，对于某些肿瘤类型，局部体液可能提供更高浓度的肿瘤来源信号和更低的背景噪音等优势，可显著提高生物标志物检测的准确性和临床效用。
DNA甲基化生物标志物的发现
STARD指南（Standards for Reporting of Diagnostic Accuracy Studies）旨在提高诊断准确性研究报告的完整性和透明度，包括报告新的肿瘤生物标志物。这些指南提供了全面的建议，涵盖研究设计、结果呈现和预期临床应用等基本方面。有效的发现策略对于识别具有高诊断准确性的生物标志物至关重要。该策略应包括仔细选择合适的液体活检来源、优化的分析前程序、纳入相关对照组以及采用先进的高通量技术。此外，还应结合适当的生物信息学流程，以确保稳健的数据生成、准确分析和可靠解读，从而增加开发出临床相关生物标志物的可能性。