Cell Research发表肝癌早筛临床研究成果 HIFI技术获国际权威认可

　　近日，国家肝癌科学中心/上海东方肝胆外科医院王红阳院士团队、广州南方医院侯金林教授团队，与贝瑞基因（000710）参股子公司和瑞基因共同完成的研究成果――“Genome-scale profiling of circulating cell-free DNA signatures for early detection of hepatocellular carcinoma in cirrhotic patients”，发表在国际权威期刊Cell Research（IF=20.5）上 。在此研究中，和瑞基因作为共同通讯作者单位深度参与其中，并承担了队列样本的基因检测、数据挖掘与模型构建等工作。

　　该研究成果是基于多中心、前瞻性万人队列肝癌极早期预警标志物筛查项目――PreCar得出。研究显示，HIFI技术是用于区分肝癌和非肝癌人群的肝癌早筛基因检测技术。该技术贯穿了肝癌全病程，从极早期到晚期均有优异表现，其灵敏度和特异性亦达到95.42%和97.91%。

　　实验设计

　　该研究从中国11个省的13家医院纳入3234例样本，其中肝细胞癌508例、由病毒性肝炎、脂肪肝等引起的肝硬化2250例、健康人群476例，是目前样本量最大的临床多中心研究。

　　该研究采用了最新的下一代测序（NGS）技术，依托于和瑞基因高通量测序及海量数据（603138）分析平台，完成了研究所用样本的cfDNA全基因组测序及羟甲基化测序，并使用和瑞基因自主研发的机器学习算法完成cfDNA基因组四个维度的特征提取及模型构建，包括5-羟甲基胞嘧啶（5-Hydroxymethylcytosines）、末端序列（motIf）、片段分布（Fragmentation）、核小体印迹（nucleosome footprInt）。最终通过加权整合，综合利用四个维度特征数据构建了肝癌诊断与筛查模型--HIFI模型（Figure 1）。同时，研究将多中心入组样本随机分配为彼此独立的训练集、验证集和测试集，使HIFI模型的分类性能得到充分、客观的验证。

　　Figure 1 Study design

　　研究结果

　　通过使用独立的测试集验证，HIFI模型对肝细胞癌与肝硬化人群的分类灵敏度与特异性分别达到95.42%与97.83%（Figure 2A）；而将对比人群扩大到非肝细胞癌人群时，灵敏度与特异性更是达到了95.42%与97.91%（AUC = 0.996），NPV达到99.68%（Figure 3）。

　　如前文所述，该研究为大规模多中心临床研究，这使得我们可以通过对不同中心入组样本进行独立的模型性能验证来客观检验HIFI技术的稳定性。如Figure 2B所示，该项分析结果证实了HIFI技术在各中心入组的测试集样本中均有较优异的表现，AUC值可达到或超过0.99，说明该技术能够较好的规避不同中心来源样本及地域差异。

　　更重要的是，对比传统血清学肝癌筛查手段，HIFI技术具有更优异的性能，针对不同病理分期的肝细胞癌都能做到较精准的检测。如Figure 2H-J所示，HIFI技术在肿瘤体积较小和分期较早时仍然具有稳定的灵敏度表现，以极早期（BCLC 0期）与早期（BCLC A期）肝细胞癌为例，HIFI技术检测灵敏度相比同期的AFP提升了3倍，比PIVKA-II提高了70%。

　　通过对临床信息进一步分组分析结果表明，HIFI技术在各种临床亚型的高风险患者群体中也有比较稳定的表现（Figure 2C），对于AFP阴性（　　Figure 3 Confusion table of binary results of the HIFI method in the HCC vs non-HCC validation/test sets.（对应原文supplementary figure 2C, D）

　　主要结论

　　基于cfDNA独特的基因组特征，我们通过大规模多中心研究开发了一种新的肝癌综合筛查诊断方法――HIFI技术，其对区分肝癌与肝硬化和健康对照人群具有较高的准确性。HIFI技术对早期肝癌也具有比较好的筛查效果，由于该类技术的无创性和通用性，使其在高风险人群的公共卫生健康筛查与肝癌早期诊断应用中也有较大的应用前景。

　　实践应用

　　肝癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，目前国内的肝癌早诊率较低，大部分患者就医确诊时已属中晚期，如能通过早筛查、早诊断帮助医生对其进行早期干预和治疗，将能显着提高患者5年生存率。为解决这一临床问题，2020年8月，基于PreCar项目的上述研究成果及前瞻性大队列临床试验结果，和瑞基因发布了首款基于HIFI技术的肝癌早筛产品――“莱思宁”，用于高风险人群的肝癌筛查，可比传统方法提前6-12个月预警肝癌。