在癌症进展过程中，肿瘤发生和免疫信号通过血液中的循环分子传播，比如游离DNA（cfDNA）和游离RNA（cfRNA）。不过，到目前为止，人们尚未对胃肠道癌症中的循环分子进行过全面研究。

清华大学和北京大学第一医院等机构的研究人员近日发现，与血浆中的cfDNA相比，cfRNA似乎能够更灵敏地检测胃肠道癌症，但多组学分析比单个数据类型更具参考价值。

这篇题为“Cell-free multi-omics analysis reveals potential biomarkers in gastrointestinal cancer patients’ blood”的论文于11月21日发表在《Cell Reports Medicine》杂志上。“我们揭示了一种无细胞的多分子景观，可用于个性化癌症治疗中的血液检测，”作者在文中写道。

研究人员采集了161名个体（44例结直肠癌患者、36例胃腺癌患者和81名健康供体）的样本，并比较了通过cfDNA全基因组测序、cfDNA甲基化、总cfRNA和小分子cfRNA测序等液体活检方法检测癌症病例的策略。他们重点关注了在cfDNA或cfRNA中发现的十多个基因组、表观基因组或转录组特征。

“我们对无细胞多组学数据进行了系统评估，包括甲基化cfDNA免疫沉淀测序（cfMeDIP-seq）、cfDNA全基因组测序（cfWGS）以及总cfRNA和小分子cfRNA测序（cfRNA-seq），”作者解释说。

研究人员比较了采用两种、三种或四种方法评估样本的癌症检测能力（如下图），发现多组学方法提供的信息比单组学策略更大。

他们分析了癌症体细胞突变目录（COSMIC）数据库中与结直肠癌或胃癌相关的30多个基因，同时还标记了在患者的cfDNA或cfRNA样本中反复发生改变的30个基因。这些结果表明，基于cfRNA的变异能够更灵敏地观察潜在的癌症。

“我们发现，通过cfDNA识别的top基因与通过cfRNA识别的top基因之间存在相当大的差异，”作者指出，这些差异表明，对血浆进行评估时，这两种模式提供的遗传信息是互补的。

同样地，研究人员报告称，对于胃肠道癌症病例中改变的信号通路，cfRNA相对其他提供了更多的线索。例如，他们在初始样本和后续分析中注意到与癌症相关的免疫特征变化，比如T细胞和癌症相关成纤维细胞评分，与癌症分期、预后模式和其他特征相关。

作者写道：“基于非侵入性生物标志物的定量特征/评分可帮助临床医生为患者定制治疗策略。从血浆测序数据中推断出的基因特征和功能通路可以提供靶点，有助于深入研究导致不同治疗应答的机制。”不过，他们也提醒说，“需要对各种细胞外囊泡和核糖核蛋白中的cfRNA进行更深入的探索”。

作者建议采用多方位的方法来全面了解游离分子，将各种技术模式和实验范式结合起来，比如对携带活性染色质修饰的游离核糖体进行染色免疫沉淀测序。