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为解决乳腺癌患者循环肿瘤 DNA（ctDNA）及体细胞拷贝数变异（SCNAs）检测难题，研究人员开发 eSENSES 技术。该技术可在低 ctDNA 水平下实现高灵敏度和特异性检测，能有效监测疾病进展，为乳腺癌诊疗提供有力支持。
在当今医学领域，乳腺癌如同一个 “隐匿的杀手”，严重威胁着全球数百万女性的健康。乳腺癌具有高度异质性，其组织学特征、转移潜能和治疗反应各不相同。在乳腺癌的诊疗过程中，组织采样虽至关重要，但却存在诸多弊端。它不仅可能因肿瘤的异质性导致采样不全面，还具有侵入性，会给患者带来痛苦，甚至可能延误诊断。
而循环肿瘤 DNA（ctDNA）作为一种新兴的生物标志物，为乳腺癌的诊疗带来了新的希望。ctDNA 是肿瘤细胞释放到血液中的 DNA 片段，携带了肿瘤细胞的基因组特征。通过检测 ctDNA，有望实现癌症的早期诊断和治疗效果的监测。然而，目前的检测技术在面对低水平 ctDNA 时，存在检测灵敏度和特异性不足的问题，尤其是在检测体细胞拷贝数变异（SCNAs）时，困难重重。SCNAs 是指特定基因组区域拷贝数的变化，其检测和分析对于了解癌症的进展和侵袭性至关重要，可这些变化在 ctDNA 含量低于 20% 的样本中极难被发现和准确描述 。因此，开发一种更精准、更灵敏的检测技术迫在眉睫。
来自意大利特伦托大学（University of Trento）等研究机构的研究人员勇敢地迎接了这一挑战，开展了一项旨在攻克乳腺癌 ctDNA 检测难题的研究。他们成功开发出 eSENSES（enabling Sensitive and precisE detectioN of ctDNA through Somatic copy number abErrations in breaSt cancer）技术，这一成果发表在《npj Breast Cancer》杂志上。eSENSES 技术为乳腺癌的诊疗带来了新的曙光，具有重要的临床意义，有望改变现有的诊疗模式，为患者带来更好的治疗效果。
研究人员在开展此项研究时，运用了多个关键技术方法。首先，他们精心设计了一个定制的靶向测序面板，整合了全基因组和局部常见的单核苷酸多态性（SNP）位点以及乳腺癌相关基因的外显子区域，以提高检测的灵敏度和特异性。其次，开发了一套专门的计算方法，用于分析测序数据，从而精准检测 SCNAs 和 ctDNA，并对其进行定量分析。在研究过程中，使用了来自 15 例转移性乳腺癌患者的 44 份血浆样本（样本队列），同时利用合成样本进行了大量的计算机模拟实验，以评估技术的性能 。
设计和开发用于敏感检测的乳腺癌面板
研究人员开发的 eSENSES 技术，核心是一个定制的靶向测序面板。该面板包含约 15,000 个 SNP 和 81 个基因的 2000 多个外显子，跨度约 2.3 Mbp。为了提高检测的灵敏度，面板设计时富集了全基因组和基因特异性的 SNP，这些 SNP 具有较高的全球次要等位基因频率（gMAF） 。同时，面板还结合了一种定制的计算方法，通过整合读深度估计模块和基于 SNP 的估计模块，能够在低 ctDNA 水平的患者中实现敏感且特异的 SCNAs 和 ctDNA 检测与定量分析。
ctDNA 检测和估计的性能
研究人员运用计算机模拟方法，构建了一个大规模的基准数据集来评估 eSENSES 的性能。结果显示，eSENSES 在检测低至 0.5% 的 ctDNA 水平时仍具有一定的灵敏度，当 ctDNA 水平达到 4%-5% 时，灵敏度接近 100% 。在 ctDNA 水平估计方面，eSENSES 与预期的 ctDNA 水平具有高度相关性（平均 > 99%）。不过，当 ctDNA 水平低于 2% 时，难以进行准确的水平估计。此外，研究还发现，增加平均测序深度可提高检测灵敏度，但即使深度增加，对于 ctDNA 水平低于 2% 的样本，仍无法实现准确的水平估计 。
该面板在转移性乳腺癌系列样本中的临床应用
研究人员对 15 例转移性乳腺癌患者的 44 份血浆样本进行了分析。在部分样本中，eSENSES 检测到了 ctDNA，其水平与患者疾病的侵袭性特征相符。ctDNA 水平在治疗过程中呈现出一定的变化趋势，且与患者的无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）相关。通过分析 SCNAs 和单核苷酸变异（SNV），研究人员发现肿瘤克隆在疾病不同时间点具有较高的基因组相似性 。例如，在部分患者中，ERBB2 基因的扩增信号以及 TP53 基因的缺失信号被准确检测到，这对于判断患者的病情和制定治疗方案具有重要意义。
使用独立和互补方法验证 eSENSES 的性能
为了进一步验证 eSENSES 的性能，研究人员利用了其他互补的分析方法。他们对同一批样本进行了低通量甲基化全基因组亚硫酸氢盐测序（lpWGBS），并使用 ichorCNA 这一先进工具进行分析。结果显示，eSENSES 与 ichorCNA 在 ctDNA 水平估计上具有较高的一致性。此外，通过留一法交叉验证分析，进一步证实了 eSENSES 的高特异性 。
综上所述，eSENSES 技术为乳腺癌患者 ctDNA 和 SCNAs 的检测提供了一种创新且有效的工具。它能够在低 ctDNA 水平下实现高灵敏度和特异性的检测，有助于医生更准确地监测疾病进展、评估治疗效果，从而为乳腺癌患者制定更精准的治疗方案。这一研究成果不仅在乳腺癌诊疗领域具有重要的应用价值，也为其他癌症的液体活检研究提供了有益的参考，推动了癌症诊疗技术的进一步发展。未来，随着技术的不断完善和临床应用的深入，eSENSES 有望在乳腺癌的诊疗中发挥更大的作用，为更多患者带来希望。
