近日，中国科学院合肥物质科学研究院健康所（中国科学院合肥肿瘤医院一体化运行单位）基因组学团队在转移性癌原发部位溯源领域取得新进展，开发了一种基于福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）样本的DNA甲基化信息预测转移性癌症原发部位的方法。相关研究结果以“DNA methylation profiling to determine the primary sites of metastatic cancers using formalin-fixed paraffin-embedded tissues”为题发表在国际期刊Nature Communications。

识别癌症的原发部位对于癌症续治疗至关重要。过去二十年中，针对肿瘤抗原的免疫组织化学（IHC）为最常用的检测手段，但是该技术易受抗体质量及人为因素的影响，仅能够判定50-65%的转移癌的原发部位。然而，约有3-9%的转移癌在临床上经系列检查和检测仍然无法确定其原发部位，被称为原发灶不明肿瘤（CUP）。开发精准的CUP组织溯源方法，意义重大。

DNA甲基化呈现出较强的组织特异性，是组织溯源理想的分子标志物。早在2010年，健康所基因组学团队学科带头人谷红仓研究员在Broad Institute of Harvard and MIT工作期间，报道简化DNA甲基化测序技术（RRBS）（Gu et al., Nature Methods, 2010, Gu et al., Nature Protocols, 2011)。在此基础上，谷红仓研究员带领团队，开发了一种使用FFPE样本生成DNA甲基化图谱库的技术（FFPE-RRBS），该技术能够检测纳克级高度降解DNA。研究人员首先对10种常见肿瘤的新鲜冻存样本进行了RRBS测序，构建了高质量的原发灶训练集（n=498）。同时，利用转移癌的FFPE组织构建了独立的转移灶验证集（n=215）。接下来，研究人员利用四种甲基化评估方法和七种机器学习方法构建了28个分类器，其中基于平均甲基化的线性支持向量机（BELIVE）表现最佳，在转移灶验证集上总体准确度（AUC）达到0.95。最后，研究者进行了一个前瞻性研究，对68名CUP患者的FFPE样品进行了判定，敏感度达到81%（top-1）；如果考虑前三个预测结果（top-3），敏感度可达93%。

中国科学院合肥物质科学研究院健康所谷红仓研究员、分子细胞卓越创新中心石建涛研究员、杭州市肿瘤医院马胜林教授为本文的通讯作者。该研究工作受到国家自然科学基金、浙江省和国家卫健委等多个项目资助 。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-41015-0

图1 研究流程图

图2 FFPE-RRBS构建protocol