综述：5 - 羟甲基胞嘧啶修饰的循环游离 DNA：癌症诊疗新希望

为解决癌症早期检测、监测及预后评估难题，研究人员探究 cfDNA 中 5hmC 修饰，其在多方面有潜力，意义重大。

　　

癌症，这个全球健康的 “头号公敌”，每年都无情地夺走无数生命。随着时间推移，其发病率和死亡率还在持续攀升，到 2050 年，新癌症病例预计将比 2022 年增加 77%，达到约 3500 万例 。早期发现癌症对于提高患者生存率、改善生活质量以及减轻社会经济负担至关重要。然而，当前的癌症筛查和诊断方法存在诸多缺陷。像放射成像、内镜检查等，不仅有创、检查前准备繁琐，而且灵敏度有限，患者依从性差。对于部分癌症，如神经内分泌肿瘤、卵巢癌和胰腺癌，甚至都没有有效的筛查指南。组织活检虽为癌症诊断的 “金标准”，但因其有创性、可能引发并发症以及获取深部肿瘤样本困难等问题，也难以满足临床需求。

在这样的困境下，复旦大学中山医院（厦门分院）、浙江大学肿瘤医院等机构的研究人员展开了一项关于循环游离 DNA（cfDNA）中 5 - 羟甲基胞嘧啶（5hmC）修饰的研究。该研究成果发表在《Biomarker Research》上，为癌症的诊疗带来了新的曙光。

研究人员主要运用了多种 5hmC 检测技术，包括基于碱基分辨率的方法（如亚硫酸氢盐测序（BS-seq）、TET 辅助亚硫酸氢盐测序（TAB-seq）等）、富集法（如 5hmC-Seal、hMe-Seal 等）以及第三代测序技术（如单分子实时（SMRT）测序和纳米孔测序） 。同时，通过对肺癌、结直肠癌、食管癌等多种癌症患者和健康对照者的 cfDNA 样本进行分析，开展了一系列研究。

5hmC 的生物学特性

5hmC 是 DNA 甲基化过程中的重要一环，由 TET 家族酶催化 5 - 甲基胞嘧啶（5mC）氧化生成。它不仅在 DNA 去甲基化中起中间作用，还在转录活跃区域富集，在癌症发生、发展过程中呈现出复杂的变化模式。在肿瘤中，5hmC 既有整体水平的降低，又在特定基因调控元件处有局部升高，这种独特的模式使其成为极具潜力的癌症生物标志物 。

癌症的早期检测和诊断

研究发现，癌症患者 cfDNA 中的 5hmC 修饰模式与健康人存在显著差异。在肺癌方面，多个研究团队基于 cfDNA 的 5hmC 特征构建模型，展现出良好的诊断性能，能有效区分肺癌患者与健康对照，且部分模型在检测高风险肺结节和不同肺癌亚型时准确性较高。例如，Zhang 等人基于血浆 cfDNA 的全基因组 5hmC 谱开发的机器学习分类器，在训练集和验证集中都取得了高准确率 。

对于结直肠癌，血浆 cfDNA-5hmC 特征可作为有潜力的生物标志物，相关模型在区分结直肠癌及高级别腺瘤与对照时表现出色，且能在临床诊断前检测到癌症，比传统风险因素更具优势 。

在食管癌、胰腺癌、肝细胞癌、胶质瘤和血液系统恶性肿瘤等方面，cfDNA-5hmC 特征同样展现出早期检测的潜力。相关模型在区分患者和健康对照、预测肿瘤突变状态以及协助诊断和亚型分类等方面都有良好表现 。

此外，研究人员还探索了 5hmC 特征用于泛癌检测的可能性，通过分析不同癌症患者的 cfDNA，构建的模型能够检测多种癌症，为癌症的早期筛查提供了新方向 。

治疗监测和疗效反应评估

传统评估实体瘤治疗反应的方法主要依赖影像学测量肿瘤直径变化，但存在检测不及时的问题。而 5hmC 生物标志物在这方面展现出优势，它可以作为治疗反应的潜在指标。例如，在卵巢癌中，包含 5hmC 修饰基因的模型可预测铂类化疗反应；在肺癌中，特定的 5hmC 特征能预测免疫检查点抑制剂（ICI）反应，且在治疗过程中，5hmC 水平的动态变化可反映患者的治疗反应模式 。在血液系统恶性肿瘤中，5hmC 特征也可用于监测微小残留病（MRD），评估治疗效果 。

风险分层和预后评估

肿瘤的异质性使得传统的预后指标准确性受限。研究表明，5hmC 修饰在癌症的风险分层和预后评估方面具有潜力。在肝细胞癌、肺癌、神经母细胞瘤和急性髓系白血病（AML）等多种癌症中，基于 5hmC 特征构建的模型与患者的生存结局、复发风险等密切相关，有助于医生更精准地评估患者预后，制定个性化治疗方案 。

尽管 cfDNA-5hmC 特征在癌症诊疗中展现出巨大潜力，但目前仍面临一些挑战。多数研究样本量有限，且多为回顾性研究，缺乏大规模、前瞻性的验证。不同个体的生物学因素（如年龄、性别、种族等）会影响 cfDNA 释放和 5hmC 模式，而现有研究在这方面的考虑还不够全面。此外，样本收集、质量控制和分析方法缺乏标准化，检测低丰度 cfDNA 片段也存在技术难题。未来，需要开展大规模、多中心的前瞻性研究，建立标准化流程，进一步优化检测技术，以推动 5hmC 生物标志物在临床实践中的广泛应用。

总的来说，这项研究揭示了 cfDNA 中 5hmC 修饰在癌症检测、监测和预后评估方面的巨大潜力。它为癌症的诊疗提供了新的视角和方法，有望实现更精准、个性化的癌症管理，最终改善癌症患者的生存状况，在癌症研究领域具有重要的理论和实践意义。