Nat Med｜基于DNA甲基化技术在真实世界人群中实现宫颈癌的精准筛查

宫颈癌是全球女性第四大常见癌症。如果获得早期诊断并及时治疗，宫颈癌是可以治愈的，因此筛查就显得尤为重要。宫颈癌筛查包括人乳头瘤病毒（HPV）检测，如果结果是阳性，则需要进行进一步的细胞学分型。基于细胞学的宫颈筛查需要复杂的基础设施、专业人员和较短的筛查间隔。鉴于细胞学方法的种种缺点和限制，更佳的分诊方法仍是一个未满足的需求。

DNA甲基化（DNA methylation）标志物在癌症诊断、治疗选择及预后评估中的重要性日益凸显。在20年前，科学家们就完成了DNA甲基化检测宫颈（前）癌的概念验证。从那时起，几种基于DNA甲基化的标志物被开发了出来，并在不同的环境中得到了应用。此前，奥地利欧洲转化肿瘤预防和筛查研究所的研究团队及合作者开发了WID-qCIN 检测，以评估人类基因三个区域的DNA甲基化：DPP6、RALYL和GSX1。

近日，该团队对WID-qCIN检测进行了进一步优化，并将其应用于来自一个真实人群队列的HPV阳性女性，评估了WID-qCIN检测结合HPV16/18基因分型与细胞学分类HPV阳性女性的预测性能。研究发现，将WID-qCIN与HPV16和/或HPV18相结合可以检测到93.4%的宫颈上皮内瘤变3级和100%的侵袭性宫颈癌。WID-qCIN/HPV16/18相结合可以预测69.4%的2级或更严重宫颈上皮内瘤变（CIN2+），细胞学预测仅为18.2%。在6年内，细胞学分诊需要4.1次阴道镜转诊才能检测到一例2级或更严重的宫颈上皮内瘤变，而WID-qCIN/HPV16/18仅需要2.4次阴道镜转诊。以上结果支持了WID-qCIN/HPV16/18方法可以作为HPV阳性女性的更优分诊策略。该成果发表在Nature Medicine上，文章题为“Cervical cancer screening using DNA methylation triage in a real-world population”的文章。

文章发表在Nature Medicine

在2017年1月至3月期间，参加宫颈癌筛查的女性真实队列共包括28,017名患者，年龄≥30岁，共有2377名HPV检测呈阳性的女性进行了细胞学评估。 其中711例为细胞学阳性（意义不明或更糟的非典型鳞状细胞，ASC-US+），然后转诊进行阴道镜检查和组织学评估。 在前12个月内获得活检的定义为流行病例（306例CIN2+，其中11例为宫颈癌）（图1）。 12个月后获得活检的定义为偶发病例（271例CIN2+，其中11例为宫颈癌； 第13-72个月期间报告了随访筛查或阴道镜检查数据的流行CIN2+病例被排除在发病率分析之外）。 无CIN2+的女性平均随访时间为40.3个月（范围0.3~71.4个月）。

图1. 研究队列人群。

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流行疾病的检测

根据定义，细胞学检查对组织病理学定义的流行CIN2+病例的敏感性非常高，为98.4%，因为队列中只有细胞学检测阳性的女性会被转诊进行阴道镜检查，从而进行组织病理学活检。 虽然HPV16/18基因分型检测到了大约一半的CIN2+病例（53.3%），但单独的WID-qCIN检测（77.0%）或WID-qCIN检测与HPV16/18基因分型相结合（85.9%）的敏感性显著更高（P<0.01）。 此外，单独的HPV16/18检测会错过>40%的CIN3病例（敏感性58.9%），单独的WID-qCIN检测（85.7%）或WID-qCIN/HPV16/18（93.4%）的敏感性在CIN3检测中显著更高（P<0.01）。所有宫颈癌均可以通过HPV16/18或WID-qCIN/HPV16/18检测到。单独的WID-qCIN可以检测到10/11例宫颈癌。

细胞学检查（80.1%）、HPV16/18（76.3%）和WID-qCIN（76.9%）的特异性 （≤CIN1）相当。与单独 HPV16/18（P < 0.01）或单独WID-qCIN检测（P  < 0.01）相比，WID-qCIN/HPV16/18 的特异性显著较低（60.7%）。WID-qCIN检测与组织学结果之间的关联进一步证实了WID-qCIN检测指示疾病进展的能力。

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预测宫颈癌发病率

根据基线检测结果，细胞学检查、HPV16/18、WID-qCIN和WID-qCIN/HPV16/18对CIN2+病例的预测分别为18.2%（风险比0.96）、45.6%（风险比2.72）、46.3%（风险比3.01）和69.4%（风险比3.55）（图2）。 细胞学检查仅能预测20.0%的宫颈癌病例（即样本采集后12个月以上检测到癌症），而HPV16/18或WID-qCIN分别可以预测54.5%和40.0%的宫颈癌病例。 大多数因基线细胞学检测阳性而确定的CIN2+病例是在0–12个月内检测到的，而不是在13–72个月内。 此外，基线时细胞学阴性的女性可能在第二轮筛查时（约3年时）检测呈阳性，但在分析中仍被归类为细胞学阴性，所以这两条曲线在3年后不久交叉。

图2. KI-q1-2017队列中CIN2+病例累积发病率的Kaplan–Meier估计。

此外，研究人员还建立了一个患病率-发病率统计模型。首先，该模型考虑了未确诊流行病例的可能性（因为一些偶发CIN2+病例可能是以前未诊断的流行病例）；其次，偶发病例是间隔统计的（因为疾病发作只发生在不定期就诊之间）。根据该模型，WID-qCIN检测的风险比为2.31，HPV16/18的风险比为2.47，WID-qCIN/HPV16/18的风险比为2.83（图3）。

图3. KI-q1-2017队列的Logistic-Weibull混合模型分析。

总的来说，该研究数据表明，在对HPV阳性女性进行检测时，基于DNA甲基化的WID-qCIN检测可以补充HPV16/18基因分型，与广泛使用的细胞学检查相比，其表现有所改善。同时，这种分诊检测方法不依赖于细胞形态的评估，可以单独只对DNA进行检测，说明其适于自采样的筛查策略。WID-qCIN与HPV16/18筛查相结合的实施有助于避免在自身样本中HPV检测呈阳性后对患者进行重新采样的问题。

该研究团队此前已经开发了一种基于DNA甲基化的检测方法，名为WID-qEC（来自Sola Diagnostics公司的WID-easy），用于帮助奥地利人群子宫内膜癌和其他形式子宫癌的筛查分诊。根据欧洲体外诊断设备法规第5条，WID-easy检测目前可以作为内部检测方法进行应用。

文章通讯作者Widschwendter教授表示：“妇科医生现在有了简单的检测方法，可以评估异常出血或HPV女性罹患子宫癌症的风险。WID-qCIN检测用于宫颈癌症筛查的前瞻性临床试验目前正在进行中。所以，我们对更佳的宫颈癌筛查策略抱有充分的信心。”

参考资料：

1.Schreiberhuber, L., Barrett, J.E., Wang, J. et al. Cervical cancer screening using DNA methylation triage in a real-world population. Nat Med (2024). https://doi.org/10.1038/s41591-024-03014-6

2.https://www.genomeweb.com/cancer/cervical-cancer-screening-study-points-potential-dna-methylation-based-triage-strategy

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