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粪便HBA mRNA作为FIT的替代用于结直肠癌筛查:一项计算与临床验证研究

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这项粪便检测研究为何重要

结直肠癌是导致癌症死亡的主要原因之一,但在早期发现时常可治愈。许多人因担心结肠镜检查或觉得现有检测不便而回避筛查。本研究探索了一种新型粪便检测,可能使筛查更简单、更便宜,同时保持较高的准确性,从而有望让更多人及时接受检测。

从蛋白检测到遗传信号

目前最广泛使用的粪便隐血检测称为FIT。它在粪便中寻找一种血液蛋白,通常与其它DNA或RNA标志物结合使用以检查癌症的预警信号。问题是,这种组合需要两套独立的实验室流程:一套用于蛋白检测,另一套用于遗传标志物。双重流程增加了成本、管材数量和出错机会。研究者因此探问,是否可以用遗传信号完成血液检测部分,从而让所有检测在一个顺畅的流程中进行。

Figure 1. 统一的粪便RNA检测替代用于结直肠癌筛查的单独血蛋白与遗传标志物检测。
Figure 1. 统一的粪便RNA检测替代用于结直肠癌筛查的单独血蛋白与遗传标志物检测。

寻找合适的血液标志物

为此,团队首先求助于一个包含多种人体组织基因表达的大型公共数据库。他们检索在血液中高度表达而在几乎其它组织中几乎不表达的基因。血红蛋白基因因其显著性脱颖而出。特别是两个相关基因HBA1和HBA2在血液中特异性高且丰度大,使其mRNA拷贝成为在粪便中检测微量血液的有吸引力的候选标志物。

构建仅识别人源的粪便检测

接着,科学家们设计了一种实验检测以检测HBA1和HBA2合并的RNA信号,称为HBA mRNA。他们仔细验证该检测仅对人类序列有反应,而不会对常见食物动物(如牛、猪或鸡)中相似的基因产生信号,这些动物基因可能残留在粪便中。计算机比对和合成DNA实验均证实只有人源版本会产生信号。他们还显示该检测在广泛的血液RNA水平范围内有效,并且不会错误地对人类DNA产生反应,这有助于在复杂的真实样本中保持结果的特异性和可靠性。

将新检测付诸临床验证

研究的核心是一项包含364名成年人、提供粪便样本并接受结肠镜检查的临床试验。参与者被分为结直肠癌、高级别癌前病变(大型或高风险息肉)、小型低风险息肉或无异常发现四组。每份粪便样本均采用两种方法检测:传统的FIT蛋白检测和新的HBA mRNA检测。HBA mRNA水平在癌症和高级癌前病变组明显高于其它组,这一模式与FIT相呼应。单独使用时,HBA mRNA检测在检测癌症方面与FIT相当或略优,对高级癌前病变的检测更好,同时保持了对无疾病者的类似正确识别率。

Figure 2. 粪便RNA检测识别人类血液信号,该信号会随肿瘤和高级别息肉增加,其表现与FIT相当。
Figure 2. 粪便RNA检测识别人类血液信号,该信号会随肿瘤和高级别息肉增加,其表现与FIT相当。

将血液信号与肿瘤信号结合

团队随后将HBA mRNA与一组现有的来自肿瘤或邻近组织的粪便RNA标志物组合。他们将此与同一标志物面板配合FIT的组合进行了比较。在两种方案中,组合检测均能识别出高比例的癌症和相当比例的高级癌前病变,同时保持较高的排除疾病准确性。重要的是,用HBA mRNA替代FIT几乎不改变诊断性能,但允许所有测量在单一核酸流程中完成,而无需单独的蛋白检测。这种单一模式的设计可减少操作步骤、降低每个样本的成本,并使大规模筛查项目更易于实施。

这对未来筛查的意义

对患者而言,主要信息是:将来可能仅凭一份简单的粪便样本,就能支持一种简化的分子检测,同时检测隐血和与癌症相关的RNA变化。在本研究中,HBA mRNA信号紧密对应当前的标准蛋白检测,并能无缝融入一体化的遗传检测流程。仍需更大规模和更具多样性的试验,但结果表明,在粪便中测量与血液相关的RNA有望在不牺牲准确性的前提下,提供更可及、更高效的结直肠癌筛查。

引用: Pan, W., Hansen, L., Lin, H. et al. Fecal HBA mRNA as an alternative to FIT for colorectal cancer screening: a computational and clinical validation study. Sci Rep 16, 14720 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-50512-3

关键词: 结直肠癌筛查, 粪便RNA检测, 粪便隐血, mRNA生物标志物, FIT替代