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2025 ASCO | 基于游离DNA生物标志物的机器学习新模型有望准确鉴别胃良恶性病变

医学界肿瘤频道 • 3 周前 • 61 次点击  
*仅供医学专业人士阅读参考
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一项创新型研究基于循环游离DNA特征构建机器学习模型区分胃良恶性病变,无创化助力胃癌早筛早诊。


胃癌是我国高发的消化道恶性肿瘤,其发病率位居我国第四位。由于其异质性较高,胃癌患者普遍预后较差。尽管近年来我国胃癌患者的5年生存率有所提高,但整体预后仍不容乐观。早期发现并干预可以显著改善患者生存结局,凸显了早期筛查的重要临床价值[1]。目前,胃镜检查结合活检病理仍是胃癌诊断的“金标准”,然而这种侵入性操作过程的不适常导致患者依从性欠佳,加之我国医疗资源分布不均衡,大规模人群早期筛查工作难以全面铺开。液体活检技术的兴起为肿瘤早筛带来了新的机遇,其中循环游离DNA(cfDNA)检测凭借其无创、便捷、可重复性强等优势,成为肿瘤早期诊断领域的研究热点。然而其在胃癌的早期筛查方面仍存在研究空白。近期,在2025年美国临床肿瘤学会(ASCO)年会上公布的一项突破性研究显示 [2],通过整合多维度cfDNA特征并构建机器学习模型,在区分胃癌患者与良性胃病患者时表现出优异的诊断性能,展现了cfDNA结合人工智能技术在胃癌筛查中的重要应用价值。这种新型筛查方法不仅具有高灵敏度,还能通过简单的血液检测大幅提升患者接受度,有望弥补胃镜筛查的局限性,为胃癌早诊早治提供更可行的解决方案。现将这项研究的核心内容梳理如下,供读者参考。

研究方法





该研究通过整合四种循环游离DNA(cfDNA)特征构建集成机器学习模型,包括重复原件(REP)、基于片段的甲基化(FBM)、局灶性拷贝数变异(Focal CNV)以及片段大小模式(FSP)。该模型使用来自150例胃癌患者和153例胃部良性疾病患者的cfDNA数据进行训练,并在包含149例癌症患者、149例高风险良性病变患者和50例低风险良性病变患者的独立队列中得到验证。风险分层依据Correa级联模型进行划分。


研究结果





本研究结果显示,通过四种cfDNA特征构建的集成机器学习模型,在训练集中达到0.913的受试者工作特征曲线下面积(AUROC),在测试集中同样达到0.912的AUROC,显著优于单一cfDNA特征指标,提示该模型在区分胃癌患者与胃部良性疾病个体中的卓越性能。为了让模型在实际应用中更加可靠,研究团队通过交叉验证确立了0.418作为决策阈值,可确保训练集中至少95%的检测灵敏度。该阈值在验证集中同样实现了准确的二元分类,且模型评分与肿瘤分期及分化程度呈显著相关性,证实其临床风险分层价值。

从不同人群的区分效果来看,模型评分能有效区分恶性肿瘤与高危人群:非癌组的中位评分为0.35,显著低于癌前病变组的0.48和胃癌组的0.61。值得注意的是,相较于高级别上皮内瘤变,模型对胃癌病例的预测评分显著更高(p=0.003)。在验证数据集中,针对不同分期的胃癌,模型的检测灵敏度分别为:I期92.9%(95%CI:85.3%-96.7%)、II期96.3%(95%CI:81.7%-99.3%)、III期更是高达100%(95%CI:83.2%-100%)。对于不同分化程度的肿瘤,检测灵敏度表现为:高分化91.7%、中分化92.2%、低分化100%。此外,模型在特异性方面仍有提升的空间,在训练集和验证集中对胃癌检测的特异性分别为66%和71%。

图 1 基于四种cfDNA特征构建的机器学习模型在分辨胃良恶性病变中的性能


研究结论





本研究构建了一种基于四种cfDNA特征的机器学习模型,作为无创精准诊断新范式,在胃癌早期检测领域展现出显著价值。研究数据显示,该模型能够精准捕捉早期胃癌患者cfDNA的特征变化,在区分胃癌与良性胃部病变时表现出优异的诊断性能,为胃癌早筛提供了一种安全、便捷的新途径,大幅提升了筛查的可及性和患者依从性,有望显著提升胃癌早期检出率,进而改善患者的预后。此外,从技术创新角度而言,该模型整合了多维度cfDNA特征,结合机器学习算法,突破了单一检测指标的局限性,为肿瘤液体活检技术发展提供了新思路。这不仅是胃癌筛查技术的重大突破,更为其他癌症的早期诊断提供了可借鉴的研究范式。尽管本研究已取得阶段性成果,但要真正实现临床广泛应用,仍需在更大规模、多样化的独立队列中进行验证,推动胃癌诊疗向“无创化、精准化、智能化”方向迈进,为实现胃癌的早诊早治、提升患者生存质量开辟新的路径。


参考文献

[1]国家卫生健康委员会医疗应急司. 胃癌筛查与早诊早治方案(2024年版)[J]. 中华肿瘤杂志, 2024, 46(10): 915-916.

[2]Li HZ, et al. Accurate differentiation of malignant and benign gastric lesions using cell-free DNA biomarkers. 2025 ASCO. 3047.


本材料由阿斯利康提供,仅供医疗卫生专业人士参考
审批编号:CN-164198    有效期至:2026-07-20

* 此文仅用于向医学人士提供科学信息,不代表本平台观点
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