肺结节（PN）是直径小于3厘米的离散性浊影，恶性肺结节（MPN）的发生率约为40%。由于良性肺结节（BPN）与MPN的高度相似，基于影像的MPN鉴别诊断效果是中等的。而且要获得明确诊断，通常需要进行监测性影像检查。然而，延长的随访会导致治疗延迟、增加医疗费用以及潜在的转移风险。另外组织活检可能有助于肺结节诊断，但肺结节体积小、多发性和采样偏差限制了其临床应用。
细胞外囊泡（EV）是由细胞释放的亚微米大小的脂双层包裹囊泡。先前的研究证实了EV DNA的存在，表示EV DNA反映了基因突变状况。进一步研究表明用于早期癌症诊断时EV DNA效果优于游离DNA。总的来说，现有对肺结节的分子诊断方法明显不足，而EV DNA具备很强的吸引力，这促使EV DNA用于液体活检获取MPN的病理信息。
近日，美国Binghamton大学万源教授团队和南京医科大学附属无锡人民医院毛文君教授团队展开合作，研究成果以“Differential diagnosis of pulmonary nodules and prediction of invasive adenocarcinoma using extracellular vesicle DNA”为题，于2月12日发表在国际知名医学类期刊Clinical and Translational Medicine杂志上(2024,14(2):e1582)。
在这项研究中，研究人员调查了来自79名MPN患者组织DNA中的体细胞变化（图1）。通过分析发现了其中表现为共现或互斥的多对驱动基因，并鉴定出了 C > T 和 T > G 突变特征（图2）。这促进了对MPN发展的观察和分析。研究人员还根据性别和吸烟状况进行分组，进一步的探索了基因突变与这两种因素的关联。另外还鉴定出9个不受性别和吸烟状况影响的基因，表明与其他基因相比，它们更普遍，并且可能发挥更广泛的驱动基因效应（图3）。
图1 MPN的基因组景观
图2 MPN中突变的COME和突变特征
图3 突变及其与性别和吸烟状况的关联
图4 用于预测IAC风险的显著突变基因和诊断列线图模型
借助识别到的高频突变，研究人员简化了商业上可用的618-gene panel，开发了一个更为紧凑的21-gene panel用于外周血EV DNA的液体活检，以及一个诊断评分系统来预测侵袭性腺癌（IAC）发生风险（图4）。在随后涉及20名PN患者的队列研究中，研究人员证明了该gene panel和诊断评分系统能够通过EV DNA突变高效区分MPN和BPN（图5-6）。总的来说，这一经济高效的工具可以增强对MPN的诊断特异性，且具有较短的处理时间。该研究提供了一种全新的诊断策略，有望应用于临床以促进 PN 的鉴别诊断和辅助医疗决策。
图5 使用肿瘤组织DNA和EV DNA验证 21-gene panel
图6 使用配对组织DNA和EV DNA样本验证诊断列线图模型
参考文献：
Differential diagnosis of pulmonary nodules and prediction of invasive adenocarcinoma using extracellular vesicle DNA. Clin Transl Med. 2024 Feb;14(2):e1582. doi: 10.1002/ctm2.1582. PMID: 38344857; PMCID: PMC10859785.
外泌体资讯网 Clin Transl Med|美国Binghamton大学万源/无锡人民医院毛文君：EV-DNA鉴别诊断肺结节和预测侵袭性腺癌
