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液体活检早筛再添新证!世和MERCURY助力肾脏占位术前良恶性鉴别,AUC达0.95

世和基因学术文章

导语


肾脏占位的良恶性鉴别直接关系到手术范围和保肾策略。乏脂肪血管平滑肌脂肪瘤、嗜酸细胞瘤等良性病变,影像表现常与肾癌相似。对良性病变过度治疗可能增加围术期风险并影响长期肾功能,而低估恶性病变又可能延误干预。因此,临床亟需能够补充影像学、支持术前风险分层的无创工具。


近日,陆军军医大学第一附属医院王永权教授团队与世和基因合作的DECIPHER-RCC-2研究发表于Molecular Biomedicine(IF=13)。研究基于世和自主研发的MERCURY cfDNA片段组学液体活检技术,构建肾脏占位良恶性鉴别模型,模型在验证队列中AUC达0.946,敏感性为89%、特异性为87%,为术前评估提供了新的分子层面依据。


研究亮点


1、大样本量研究(n=488):分为训练队列、验证队列和独立探索队列。


2、多维片段组学应对肿瘤低释放难题:训练和验证队列中近九成肾癌样本的肿瘤分数低于3%,模型在该亚组的验证集AUC仍达0.941。


3、聚焦术前鉴别难点:模型正确识别85.3%的>4 cm良性病灶和84.6%的≤4 cm恶性病灶;并在13例肾嗜酸细胞瘤独立队列中,将12例正确判为良性。


研究设计


331例构成训练队列(171例肾癌、160例良性病变),144例构成验证队列(73例肾癌、71例良性病变),13例肾嗜酸细胞瘤构成独立探索队列。研究对血浆cfDNA进行平均深度约5×的全基因组测序,提取拷贝数变异(CNV)、基于片段模式推断的甲基化特征(FRAGMA)和核小体足迹(NF)三类信息,通过H2O AutoML构建集成模型(图1)。


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图1. 研究设计与分析流程


研究结果


1、多维cfDNA特征协同提升鉴别性能,低肿瘤分数下AUC仍达0.941


拷贝数变异、片段推断甲基化和核小体足迹三类特征均能提供良恶性鉴别信息,整合三种特征后,模型在训练队列和验证队列中的AUC分别为0.956和0.946,优于单一特征模型(图2a-c)。在训练队列按90%敏感性确定阈值后,验证队列敏感性为89%、特异性为87%(图2d)。进一步将良性对照限定为血管平滑肌脂肪瘤、嗜酸细胞瘤等实性病变时,验证AUC仍达0.959,支持模型在更具鉴别难度病变中的应用潜力。


模型在低肿瘤分数和早期肾癌中仍保持稳定性能,肾癌释放入血的DNA通常较少,这也是肾癌液体活检面临的难点。本研究训练队列和验证队列中,分别有89.5%和90.4%的肾癌样本肿瘤分数低于3%,在这一低肿瘤分数亚组中,模型AUC仍分别为0.952和0.941,敏感性为88%-89%,特异性为87%-90%(图2e-g)。模型在验证队列Ⅰ期和Ⅱ期肾癌中的敏感性分别为77%和100%,显示出在低肿瘤负荷场景中的应用潜力。


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图2. 模型在训练与验证队列中的鉴别性能


2、模型覆盖不同大小病灶及影像疑难病例,为术前风险分层提供参考依据


合并训练与验证队列后,在>4 cm的病灶中,模型将116例良性病变中的99例正确判为良性,特异性为85.3%;在≤4 cm的病灶中,模型检出104例恶性肿瘤中的88例,敏感性为84.6%(图3a-c)。该结果提示,模型可结合影像学及患者临床特征,为肾脏占位术前风险分层补充生物学信息。


训练与验证队列中共发现35例影像学判断与最终病理诊断不一致的病例,包括27例良性病变和8例肾癌,模型对上述病例的判断均与最终病理结果一致(图3d);其中,乏脂肪血管平滑肌脂肪瘤和肾嗜酸细胞瘤是主要的影像疑难良性病变。


因此,为进一步评估模型对影像疑难病例的鉴别能力,研究另设13例肾嗜酸细胞瘤独立队列,模型正确识别其中12例为良性,特异性约92%(图3e-f),为疑难实性肾脏病变的鉴别提供了进一步支持。


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图3. 模型在不同大小病灶及影像疑难病例中的表现


结语


继DECIPHER-RCC研究探索肾癌早筛之后,DECIPHER-RCC-2进一步将世和MERCURY多组学液体活检拓展至肾脏占位术前良恶性鉴别。研究表明,整合cfDNA片段组学信息可在低肿瘤分数背景下识别恶性信号,并为大体积良性病灶、小体积恶性肿瘤及影像疑难病例更审慎的术前决策提供补充依据。


专家简介


王永权 教授

王永权 教授

重庆西南医院泌尿外科副主任

副主任医师、副教授

西南医院江北院区泌尿外科执行主任


  • 全军重点临床培育专科学科带头人

  • 重庆市中青年医学高端人才

  • 美国贝勒医学院及康奈尔大学卫理工会医院访问学者

  • 中华医学会泌尿外科青年学组委员

  • 中国自动化学会医学机器人专委会常务委员

  • 中国医师协会泌尿外科医师分会机器人学组委员

  • 重庆市医师协会男科学分会副会长

  • 重庆市医师协会微无创医师分会修复重建学组副组长

  • 重庆市医学会泌尿外科分会常务委员

  • 重庆市医师协会泌尿外科分会常务委员

  • 重庆市医学会男科学分委会青年委员会副主任委员

  • 重庆抗癌协会泌尿男生殖系肿瘤专业委员会委员

  • 擅长泌尿肿瘤腹腔镜及机器人手术,以第一/通讯作者发表学术论文 50 余篇,其中 SCI 论著

  • 20 余篇,承担国家自然科学基金等各项科研课题 10 余项,发明专利 8 项并实现成果转化。


参考文献

Li L, Wang C, Wang S, et al. A cfDNA fragmentomics classifier for noninvasive differentiation of benign and malignant renal masses. Molecular Biomedicine. 2026;7:163. doi:10.1186/s43556-026-00568-4.

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