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Journal of Thoracic Oncology重磅 | 全血sRNA血液检测实现肺癌早期诊断新突破
发布时间:2026-03-11

肺癌仍然是全球癌症死亡的首要原因之一,其生存率与确诊时的肿瘤分期密切相关。尽管低剂量CT(LDCT)筛查已被证实可以显著降低肺癌死亡率,但在现实世界中推广仍面临诸多挑战。例如,在美国符合筛查条件的人群中,LDCT的实际参与率不足 10%,而在欧洲许多国家尚未形成大规模系统性筛查项目。如何在保证检测性能的同时,提高筛查的可及性和依从性,成为肺癌早筛领域亟待解决的问题。


来自德国和美国的联合研究团队在Journal of Thoracic Oncology发表重要研究成果,提出了一种基于全血小RNA测序(small RNA sequencing)的肺癌早期检测方法——miLung。该研究通过血液中小RNA表达特征建立诊断模型,为肺癌筛查提供了一种便捷、无创且具有规模化潜力的新策略。


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长期以来,基因组中的非编码区域曾被视为“垃圾DNA”。然而近年来的研究不断表明,这些区域实际上蕴含着丰富的调控信息,尤其是各种非编码RNA,在疾病发生发展过程中发挥着重要作用。


在这项研究中,研究团队对 1384 名符合NLST筛查标准的高危人群开展前瞻性研究(年龄 55-74 岁,吸烟史≥30包年)。通过超深度小RNA测序(每个样本约 2000 万条测序reads),研究人员系统分析了全血中的小RNA表达谱,并最终构建出一个由 18 个小RNA特征组成的肺癌诊断模型——miLung。


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研究采用PAXgene全血RNA管,实现采血后立即裂解全血并稳定细胞内和细胞外RNA,无需临床现场开盖移液和离心,从根本上避免了传统液体活检中常见的前处理批间差异。


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团队开发了特异性反义寡核苷酸阻断方法,靶向 20 个高丰度miRNA及 35 个其他小RNA,中位阻断效率达 91%。这一突破将测序带宽从“淹没”状态中解放出来,使检测到的miRNA种类增加 28%(p=0.0014),让原本被掩盖的低丰度信号浮出水面。


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研究采用全分辨率isomiR和小RNA变异体表达数据,而非仅局限于经典miRNA,保留了更丰富的生物学信息。


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全血小RNA测序工作流程的开发


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基于上述技术体系,研究团队构建的miLung模型在多个队列中均表现出稳定的检测性能。


在 943人 的发现队列(445 例肺癌患者、498 例对照)中,模型的中位AUC达到 0.86(95% CI: 0.84-0.86)。在 441 人的独立验证队列(286 例肺癌患者、155 例对照)中,AUC仍保持在 0.83,显示出良好的泛化能力。


值得注意的是,检测性能随着肿瘤分期增加而提升:I 期肺癌的AUC约为 0.73-0.76,而在 IV 期患者中可达到 0.86-0.90


在不同病理亚型中,该模型同样表现稳定,其中肺鳞癌(AUC 0.88)和小细胞肺癌(AUC 0.93)的检测效果尤为突出。


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发现队列和验证队列的AUC数值


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令人惊喜的是,模型中最具权重的特征是一个 28S rRNA片段(28S-rRNA-bin-162),定位于核糖体L1 stalk结构域——该区域对tRNA在核糖体上的易位至关重要。


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28S-rRNA-bin-162定位和L1-stalk结构


多维度验证证实其肿瘤来源:


●   肺癌组织中该片段表达显著升高(TCGA数据库 1088 例样本验证)

●   细胞培养实验显示:HCC-827细胞上清中该片段富集 2769 倍

●   术后检测:III 期患者术后下降 51%(p=0.0140),提示其与肿瘤负荷直接相关

●   干血斑采集技术验证:78.9% 为 IA 期的早期肺癌患者中,该片段表达仍显著高于对照


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传统ctDNA检测在早期肺癌中灵敏度仅 20%-50%,其主要原因在于早期肿瘤释放到血液中的DNA量极低。miLung的创新在于同时捕获肿瘤来源和免疫细胞来源的小RNA,整合肿瘤信号与宿主免疫反应,实现了“1+1>2”的放大效应。


正如同期述评文章《Small RNAs Do It Better》所指出的:同时从肿瘤、微环境以及整个机体(尤其是免疫系统)多个层面获取信息,或许才是液体活检未来更具潜力的发展方向。


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与影像学筛查相比,miLung检测具有明显的可及性优势。该检测只需通过常规体检抽血即可完成,无需额外预约影像检查。研究团队还进一步探索了干血斑(dried blood spot)采样方式,为未来居家采样和远程筛查提供了可能。


如果未来在更大规模人群研究中得到进一步验证,这类血液检测技术有望像 Cologuard 改变结直肠癌筛查模式一样,通过显著提高筛查参与率,从而在整体人群层面降低肺癌死亡率。


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参考文献:Sikosek T, et al. Early detection of lung cancer using small RNAs. J Thorac Oncol. 2023;18:1504-1523.


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