1、可行性方案报告目录一、大肠癌无创早期筛查项目 .21.1 项目背景 .21.2 项目内容 .21.3 检测技术对比 .51.4 项目意义 .81.5 项目基本情况 .9二、效益分析 .172.1 社会意义 .172.2 个人意义 .17三、项目论证结论 .17一、大肠癌无创早期筛查项目1.1 项目背景大肠癌(Colorectal cancer,CRC )是常见的恶性肿瘤,包括结肠癌和直肠癌,又称结直肠癌,是指发生在人体下消化道结肠或直肠部位的恶性肿瘤,是威胁人类健康的主要癌症之一。按照发病部位,大肠癌一般分为右侧结肠(盲肠、升结肠、横结肠)癌、左侧结肠(降结肠、乙状结肠)癌和直肠癌三大类型。右
2、侧结肠癌又称近端结肠癌(Proximal colon cancer),左侧结肠癌又称远端结肠癌(Distal colon cancer)。大肠癌是世界男性第 3 位,女性第 2 位高发的恶性肿瘤。据世界卫生组织国际癌症研究署(International Agency for Research on Cancer,IARC ),估计2012 年全球新增约有 1410 万例癌症病例,癌症死亡人数达 820 万,其中大肠癌 136 万,其发病率和死亡率约占全部恶性肿瘤的 9.6%、8.5%。大肠癌高发于发达国家和地区,但随着我国经济发展和城市化进程加快,居民饮食结构和生活习惯的改变,近年来我国大肠癌
3、发病和死亡均呈上升趋势。发病率和死亡率均高于世界平均水平。据中国医学科学院肿瘤医院、国家癌症中心赫捷院士、全国肿瘤登记中心主任陈万青教授等在CA:A Cancer Journal for Clinicians杂志上发表了 2015年中国癌症统计数据,显示我国大肠癌新发病例和死亡病例均位于第 5 位,分别约为 37.63 万和 19.10 万,仅次于肺癌、胃癌、肝癌、食管癌。1.2 项目内容1.2.1 产品介绍常易舒是锐翌医学多年研究开发出的大肠癌早期无创筛查产品,由于肠道上皮细胞更新很快,平均 34 天更新一次,脱落的大肠上皮细胞随粪便排出体外,通过分析粪便中脱落肿瘤细胞 DNA 片段和隐性血
4、红蛋白。可提前 56 年发现癌前病变和大肠癌,可以达到早期预防并进行治疗的目的。1.2.2 技术原理1.2.2.1 高通量测序高通量测序技术是指一次运行能对几十万到几百万条 DNA 分子进行序列测定。由于通量高、速度快、灵敏度高,广泛用于基因突变检测。目前已知与大肠癌相关的基因有 Kras、p53、APC、DCC 等基因和其它甲基化基因。通过对以上相关基因突变位点的检测,可以快速做出相应的结果判断。 Kras 基因Kras 基因是一种原癌基因,长约 35kb,位于 12 号染色体,是 RAS 基因家族成员之一,编码的蛋白主要参与 PI3K、PTEN、AKT 和 RAF、MEK、ERK信号通路的
5、调控, Kras 基因突变目前在多种癌症(包括大肠癌)中有报道,常见突变位点为 2 号外显子的 12 号密码子和 13 号密码子,最常见的 7 个突变热点为:G12C、G12S 、G12R 、G12V、G12D、G12A、G13D,这 7 种突变占到了所有突变的 98.5%以上。人类 KRAS 基因的 12 和 13 密码子上 7 种热点体细胞突变突变名称 氨基酸变化 碱基变化 Cosmic IDGly12Asp(G12D) 甘氨酸到天门冬氨酸 GGTGAT 521Gly12Ala(G12A) 甘氨酸到丙氨酸 GGTGCT 522Gly12Val(G12V) 甘氨酸到缬氨酸 GGTGTT 52
6、0Gly12Ser(G12S) 甘氨酸到丝氨酸 GGTAGT 517Gly12Arg(G12R) 甘氨酸到精氨酸 GGTCGT 518Gly12Cys(G12C) 甘氨酸到胱氨酸 GGTTGT 516Gly13Asp(G13D) 甘氨酸到天门冬氨酸 GGCGAC 532 p53 基因p53 是一种肿瘤抑制基因,由这种基因编码的蛋白质是一种转录因子,控制着细胞周期的启动,可以将肿瘤细胞细胞周期阻滞于 G1 和 G2 期,并可促进肿瘤细胞凋亡。该基因位于染色体 17p,其突变是大肠癌发生的中晚期事件,在患者粪便中的检出率为 64%。 APC 基因结肠多发性腺瘤样息肉病(adenomatous po
7、loposis coli,APC)基因位于染色体 5q21,属于抑癌基因,其突变可导致细胞内粘连蛋白(-catenin)降解障碍,引起上皮细胞异型增生,是大肠癌的早期事件。 DCC 基因大肠癌缺陷(deleted in colorectal cancinoma,DCC)基因位于染色体18q21.2,其编码的 DCC 蛋白功能丢失会减弱细胞与细胞的相互作用和粘结力,增强肿瘤细胞的恶性行为,属于抑癌基因。 DNA 甲基化DNA 甲基化(DNA methylation)是一种表观遗传修饰,它是由 DNA 甲基转移酶(DNA methyl-transferase,DNMT )催化 S-腺苷甲硫氨酸(S
8、-adenosylmethionine,SAM)作为甲基供体,将胞嘧啶转变为 5-甲基胞嘧啶(mC)的一种反应。DNA 甲基化参与了细胞分化、基因组稳定性、X 染色体失活、基因印记等多种细胞生物学过程。单基因水平及基因组范围内的 DNA甲基化改变在肿瘤发生发展中亦发挥重要作用。抑癌基因的异常甲基化引起的表达抑制,可导致肿瘤细胞的增殖失控和侵袭转移,并参与肿瘤组织的血管生产过程。DNA 甲基化常常是肿瘤发生发展过程中的早期事件,因此特异基因的甲基化可作为肿瘤早期诊断的分子标记物。NDRG4(N-myc downstream-regulated gene 4)为抑癌基因 NDRG 基因家族成员,该
9、基因家族在人体多种其他正常组织中高表达,在某些肿瘤组织中不表达或低表达,低表达则可能与启动子高甲基化相关。近年来研究认为 NDRG4基因存在于 CRC 肿瘤组织和体液中,且可能具有稳定性高、可重生性等特点。BMP3 是骨形成蛋白(bone morphogenetic proteins,BMPs)家族中的一员,该家族属于转化生长因子(transforming growth factor-,TGF-)家族中的成员,是具有骨诱导作用的一类独特的骨源性生长因子,能诱导未分化的间充质细胞向成骨细胞分化,广泛存在于人体骨骼、胚胎、血细胞、肾和脾脏等组织中。研究发现 BMP3 基因失活存在于早期腺瘤形成和大
10、肠肿瘤发展过程中,在大部分肿瘤组织中存在异常的 BMP3 超甲基化,并且与大肠微卫星不稳定、 CpG 岛甲基化表型、BRAF 致癌基因突变、近端肿瘤位置高度相关。1.2.2.2 ARMS-PCR扩增阻滞突变系统 PCR(Amplification Refractory Mutation System PCR,ARMS-PCR),PCR 反应体系中 Taq DNA 聚合酶缺乏 3到 5端外切酶活性,3 端错配的碱基会阻碍引物延伸,甚至终止延伸,PCR-荧光探针法扩增对应的 CT 会明显增大,从而提示模板 DNA 没有与引物 3端配对的碱基,反之则有。因此,通过对基因突变位点设计正常引物和 ARM
11、S 引物,比较两者 PCR-荧光探针法扩增时 CT 值之间的差异便可快速实现检测突变位点。1.2.2.3 便隐血大肠癌早期会出现便隐血等症状,由于肉眼观察不到,通过双抗体夹心ELISA 法对粪便样品中的血红蛋白进行检测,分析是否存在大肠癌引发的消化道出血。该方法具有灵敏度高,特异性强,检测范围广、重复性好等优点。1.3 检测技术对比1.3.1Septin9 基因甲基化大肠癌检测试剂盒Septin9 基因甲基化大肠癌检测试剂盒是博尔诚(北京)科技有限公司代理的德国 Epigenomics 公司的产品。Septin9 基因位于人染色体 17q25.3,septin 家族是一组高度保守的 GTP 结
12、合蛋白,广泛存在于人类细胞,它们在细胞分裂过程中提供结构支撑。Septin9是特定的癌症相关基因,尤其是抑癌基因的异常甲基化是早期诱导癌症发生的主要机制之一。Septin9 基因在大肠癌发生中起抑制基因作用,其编码的 GTP结合蛋白主要作用于正常的细胞分裂与染色体分离。Septin9 基因的甲基化会抑制此基因的正常表达,并使其抑癌功能丧失,最终导致细胞分裂异常和癌变。国外多年研究发现,Septin9 基因甲基化是导致早期大肠癌变的重要原因之一,其甲基化水平会随着病变的发展而升高。大肠癌或癌前病变细胞在自身代谢和凋亡过程中会将部分甲基化 Septin9 DNA 通过毛细血管释放到血液循环系统中。
13、利用先进的分子诊断技术,Septin9基因甲基化大肠癌检测可以精确检测到血浆中的游离甲基化 Septin9 DNA 仅需采集外周血就可对大肠癌前病变和大肠癌进行早期检测。2013 年结束的 PERSEPT 研究利用 septin9 对 7941 人进行的前瞻性筛查,结果发现,septin9 检测对 CRC 筛查的敏感度为 48%。博尔诚(北京)科技有限公司 CFDA 认证公布的数据可以看出 septin9 甲基化检测腺瘤的检出率仅为24.0%,对腺瘤的检出率较低。1.3.2 Cologuard 筛查试剂盒Cologuard 是精准医学公司的非侵入型大便 DNA 肠癌筛查试剂盒,目前已经获得 F
14、DA 批准。通过分析粪便 DNA 和便隐血来筛查来筛查大肠癌,该试剂盒在 1 万例受试者中,已被证明能够在平均风险群体中发现 92%的癌症和 69%的晚期癌前息肉,这一研究结果发表在 2014 年的新英格兰医学杂志上。Cologuard 被设计为从来自消化过程中结肠脱落的癌细胞和大便血液的DNA 来检测生物标志物。除了无创,Cologuard 检查对粪便没有任何特殊要求,患者可以自行在家收集和寄送,无需禁食、改变饮食或者限制服药等。1.3.3 常易舒早期无创筛查服务常易舒是锐翌医学经过多年研究开发出的早期无创筛查产品。该产品采用的是粪便 DNA 和便隐血检测技术,这与精准医学 Cologuar
15、d 原理相似。主要通过对 Kras 基因等致癌抑癌基因,甲基化基因 BMP3、NDRG4 和粪便隐血进行分析,最终给出一个综合结果并提供相关专业建议。与 Cologuard 相比,常易舒检测位点更多,检测手段多样,包含 PCR 检测和高通量检测,试验人群均是我国人群,具有检测更先进、取样方便、无饮食限制、更符合我国人群等优点,常易舒在上海进行普筛试验,其检测灵敏度可达 91.7%。根据文献The stool DNA test is more accurate than the plasma septin9 test in detecting colorectal neoplasia报道,本文对
16、粪便 DNA 和 Septin9 对腺瘤及大肠癌检出率进行对比,结果发现粪便 DNA 检测技术对腺瘤(直径大小平均值为2cm,范围: 1.05.4cm)的检出率为 82%,对大肠癌 IIII 期的检出率为91%, IV 期的检测率为 75%,整体检出率为 87%。而 Septin9 的检出率为14%,对大肠癌 IIII 期的检出率为 50%,IV 期的检出率为 88%,整体检出率为 60%。常易舒与 Cologuard 均是采用粪便 DNA 检测技术,从上述结果可以得出,粪便检测技术对腺瘤和大肠癌均优于 Septin9 检测技术。常见检测方法对比检测名称 粪便 DNA 外周血 DNA(Sept
17、in 9) 外周血 CEA 粪便 gFOBT 粪便 FIT灵敏度 82%/87% 14%/60% 51.8% 68.2% 73.8%特异性 93.5% 72.9% 85.2% 70.6% 94.9%针对病灶 腺瘤/大肠癌 腺瘤 /大肠癌 多种癌症 肠道出血 肠道出血注:CEA(癌胚抗原,Carcino-Embryonic Antigen)gFOBT(化学法便潜血检测,Guaiac Fecal-Occult Blood Test)FIT(免疫法便潜血检测,Fecal Immunochemical Testing)1.4 项目意义研究认为,大肠癌大部分是由息肉进展而来,尤其是腺瘤样息肉。在腺瘤样息
18、肉及大肠癌早期阶段,患者往往没有任何外部的临床表现。但是,在出现症状就医时大部分已经处于癌症的中晚期,疗效差,常常因肿瘤已发生转移而失去最佳治疗机会。大量的调查研究显示从直径1cm 的腺瘤样息肉进展到早期浸润癌的时间大约为 10 年。如果在腺瘤样息肉早期阶段进行内镜下的切除,可以达到完全治愈的结果,预防进一步癌变的发生。如果在癌症早期阶段进行内镜下治疗或必要的手术治疗,手术后 5 年的存活率可达 90%以上。然而,晚期 5 年的存活率不足 10%。通过对早期无症状人群的大肠癌普查,可以在腺瘤样息肉和癌症早期阶段查出病患,治疗效果相对较好。因此,早期筛查对大肠癌的防治具有十分重要的意义。肠镜检查
19、是目前发现肠道肿瘤及癌前病变最简便、最安全、最有效的方法。但毕竟肠镜检查是一种侵入性检查方式,有一定的不适和并发症,产生心理畏惧。同时部分人群不适合做结肠镜检查,如身体状况不佳,难以耐受、妇女妊娠期、肛周或严重肠道感染等人群,致使一些大肠病变甚至肿瘤不能早期确诊,而延误最佳治疗时机。另外,肠镜也会占用受试者最少一天时间。常易舒无创无痛、非侵入性、操作简便、轻松取样,免去限制饮食、清肠等麻烦。利用严格的实验室管理,采用多种国际领先的分子生物学检测手段,包括 Kras 基因突变检测、DNA 甲基化、便隐血等方法,检测结果精确,能提前对大肠癌做出预警。并出具详细的检测报告和个性化健康建议,对今后肠道
20、健康提供专业建议。1.5 项目基本情况1.5.1 筛查对象和方法1.5.1.1 筛查对象30 岁-74 岁居住在浦东新区的上海市户籍人群。1.5.1.2 筛查方法公司研发的分子生物学检测方法常易舒大肠癌早期无创筛查。常易舒采用多种国际领先的分子生物学检测手段,包括基因突变位点检测、基因甲基化、便隐血等方法,检测结果精确。具有采样过程简单方便,在家即可轻松完成,无痛无创、无限制饮食等优势。由于大肠上皮细胞更新快,成人每天将有上亿个细胞脱落到肠道内,来自癌前或者肿瘤的异常细胞同样会脱落到肠道内并排除到体外,通过采集粪便并对粪便中脱落细胞 DNA 和血红蛋白进行检测,可以早期发现大肠癌,达到早期预防
21、和治疗的目的。1.5.2 结果1.5.2.1 筛查人群一般情况3611 位参与筛查者中,男性 1694 人(46.91%),女性 1917 人(53.09%)。年龄段分布以 5564 岁的人数较多,占 37.86%。详见表 1表 1 社区参与大肠癌筛查者的年龄分布情况男性 女性 小计年龄(岁)人数 比例(%) 人数 比例(%) 人数 比例(% )3034 52 3.07 66 3.44 118 3.273539 78 4.60 73 3.81 151 4.184044 117 6.91 117 6.10 234 6.484549 143 8.44 204 10.64 347 9.615054 248 14.64 291 15.18 539 14.935559 326 19.24 386 20.14 712 19.726064 309 18.24 346 18.05 655 18.146569 246 14.52 263 13.72 509 14.10