ctDNA受質疑的同時，人工智慧與DNA甲基化指紋結合可精準診斷近百種腦腫瘤
台灣作家李敖因為腦腫瘤去世了。
83歲，也算是高壽。直到生命最後，他都基本過著自己想過的生活方式：狂而不羈。他有著豐富的人生，大量的著作，無數的粉絲。他留給世界無數談資，無論是美女，文學還是政治。他去世後網上立刻有無數人悼念，和前幾天去世的霍金一樣。
世上沒有幾個人能有這種待遇。
所以，按照他的性格，如果在天有靈，應該不會傷感，而是一邊笑談，一邊罵人。
李敖的去世是因為腦瘤，而且是罕見的腦幹惡性腫瘤。
得腦瘤的人不少，但是像李敖一樣，80歲得腦幹惡性腫瘤的卻不多。從他透露的信息來看，他得的應該是腦幹膠質瘤（Brainstem glioma），一種主要出現在兒童和青少年中的罕見腫瘤。
腫瘤的早期診斷和準確分類對於腫瘤的治療至關重要，隨著基因科技的發展，科學家們將基因檢測應用於腫瘤的診斷和分類，尤其是液體活檢技術更是寄予了厚望。檢測血液中含量極少的循環腫瘤DNA（ctDNA，Circulating Tumor DNA）是目前液體活檢領域最為火熱的檢測方法。由於體內腫瘤細胞壞死後有少量DNA（其往往攜帶腫瘤細胞突變或重組的基因，能反映腫瘤細胞的準確信息）會進入循環系統，因而可以利用DNA擴增或高通量測序等技術檢測並計數。同時，該方法具有無創的特點，可以早期、廉價且多次獲得體內腫瘤DNA的信息，目前正以極快的速度被臨床廣泛接受。
腫瘤將DNA釋放到血液中，圖片來自cancer.gov
不過最近，ctDNA腫瘤液體活檢有效性遭美權威學術組織質疑，美國臨床腫瘤學會（ASCO）和美國病理醫師學會（CAP）組織了專家委員會（以下簡稱委員會）聯合對已經發表的1338篇臨床ctDNA檢測的論文進行了綜述分析，認為當下的液體活檢技術臨床有效性非常有限，並對該領域提出框架性意見，相關研究發表在權威期刊Journal of Clinical Oncology雜誌上。
腫瘤患者循環腫瘤DNA分析綜述
該綜述從分析效度（analytical validity）、臨床有效性（clinical validity）和臨床效用（clinical utility）三個方面評價了ctDNA檢測方法。
主要調查結果
1、目前還沒有足夠的證據來證明在晚期癌症中使用大多數ctDNA檢測是否合理，而非在臨床試驗中進行篩查。
2、目前還沒有足夠的證據支持常規使用ctDNA檢測治療早期癌症，做出治療決定，監測治療效果如何，尋找殘留的癌細胞或癌症篩查，除了篩查參與者過或正在參與臨床試驗。
3、當使用液體活組織檢查與腫瘤組織檢測時，發現結果不一致，因此陰性液體活檢結果應與腫瘤組織基因分型進行確認。
在ctDNA的實際作用受質疑的同時，dna甲基化檢測在腫瘤診斷中的作用越來越得到重視和認可：
3 月 15 日，德國癌症研究中心 (DKFZ) 的 Stefan Pfister 及其同事的一項最新成果 在線發表 在頂級學術期刊《自然》(Nature)，該團隊研發了一款特別針對腦腫瘤的診斷 AI 工具。
對腦腫瘤治療來說，正確診斷是提供治療前的一項基礎工作。目前已知的腫瘤有近 100 中類型，然而神經中樞系統的腫瘤是其中最難做到準確區分和診斷的。為解決這一難題，Pfister 及其同事利用 DNA 甲基化數據訓練了一種機器學習方法，最終可以根據甲基化數據對腦腫瘤進行自動分類。
所謂的 DNA 甲基化，即在甲基化轉移酶的幫助下，活性甲基轉移至 DNA 鏈中特定鹼基上的化學修飾過程，也被形象地稱為給 DNA「戴帽子」。
這頂「帽子」在調控基因表達、維持染色質結構、基因印記、X 染色體失活以及胚胎髮育等生物學過程中都會發揮重大作用。近年來也有研究表明，DNA 異常甲基化和腫瘤的發生、發展、細胞癌變有著密切的聯繫，甲基化因此也被稱為癌症的「通用指紋」。
研究團隊獲取了大概 2800 名癌症患者的甲基化數據，他們的 AI 工具最終可以診斷出 91 中腫瘤類型。隨後，他們將這套 AI 工具在 1104 個中樞神經系統腫瘤病例上進行了測試。這些病例此前已經被醫生人為診斷出結果，醫生當時的誤診率是 12%。
值得一提的是，除了診斷準確性得到提高，AI 更善於客觀地診斷出一些新出現並罕見的腫瘤。這種情況下如果醫生人為診斷，往往會受已知腫瘤類型的影響，即使癥狀屬於非典型。
為了讓更多人體驗這款 AI 診斷工具，研究團隊還創建了一個免費的在線工具，使用者上傳數據後數分鐘即得出分析。2016 年 12 月以來，這款在線工具已經被使用超過 4500 次，使用者也可以選擇將數據分享出來以進一步優化系統演算法。
研究團隊認為，整合甲基化『指紋』來進行腦腫瘤的自動分類，也為其他種類腫瘤提供了一種創建類似的腫瘤分類演算法的思路。
基於DNA甲基化的高靈敏度腫瘤液體活檢技術，可能是解決對ctDNA有效性質疑的一個很好的方向。
來源：基因谷
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