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胃肠道癌症
原始研究
用于恶性胆道狭窄患者早期检测的新一代无胆细胞DNA测序
  1. 玛丽亚Arechederra1，2，
  2. 玛丽亚Rullan2，3.，
  3. 司马义艾琳2，4，
  4. 丹尼尔Oyon3.，
  5. 露西娅Zabalza3.，
  6. 玛丽亚Elizalde1，
  7. 乌爵·拉塔萨1，2，
  8. 玛丽亚·R·梅尔卡多2，4，
  9. 大卫Ruiz-Clavijo3.，
  10. 克里斯蒂娜Saldana3.，
  11. Ignacio Fernandez-Urien3.，
  12. 胡安Carrascosa2，3.，
  13. Vanesa Jusue3.，
  14. 大卫Guerrero-Setas2，5，
  15. 克鲁兹Zazpe6，
  16. Iranzu Gonzalez-Borja7，
  17. 布鲁诺Sangro2，8，9，
  18. Jose M Herranz1，9，
  19. 安娜Purroy2，10，
  20. 伊莎贝尔吉尔2，10，
  21. 伦纳德·J·尼尔森11，
  22. 胡安·J·维拉2，3.，
  23. Marcin Krawczyk12，13，
  24. Krzysztof Zieniewicz14，
  25. 沃尔德Patkowski14，
  26. 彼得亚雷Milkiewicz15，16，
  27. 弗朗西斯科·哈维尔·库贝罗9，17，
  28. Gorka Alkorta-Aranburu18，
  29. Maite G Fernandez-Barrena1，2，9，
  30. 耶稣·乌尔曼2，3.，
  31. 卡门Berasain1，2，9，
  32. 马蒂亚斯·阿维拉1，2，9
  1. 1肝脏病学项目，CIMA，纳瓦拉大学，潘普洛纳、西班牙
  2. 2纳瓦拉卫生研究所，潘普洛纳、西班牙
  3. 3.消化内科和肝病科“，，纳瓦拉大学综合医院，潘普洛纳、西班牙
  4. 4病理科，纳瓦拉大学综合医院，潘普洛纳、西班牙
  5. 5肿瘤组分子病理学“，，纳瓦拉比奥米德，纳瓦拉医院医院(CHN)，纳瓦拉大学Pública (UPNA)，潘普洛纳、西班牙
  6. 6普通外科，纳瓦拉大学综合医院，潘普洛纳、西班牙
  7. 7Grupo Oncobiona，纳瓦拉卫生研究所，潘普洛纳、西班牙
  8. 8内科肝病科，纳瓦拉大学诊所，潘普洛纳、西班牙
  9. 9CIBEREHD，马德里、西班牙
  10. 10生物单元，Navarrabiomed，潘普洛纳、西班牙
  11. 11生物工程研究所，爱丁堡大学，爱丁堡、英国
  12. 12医学二系，萨尔大学医学中心，萨尔大学，小礼帽、德国
  13. 13肝脏和内科，华沙医科大学，华沙、波兰
  14. 14普通、移植和肝脏外科，华沙医科大学，华沙、波兰
  15. 15肝脏和内科，华沙医科大学，华沙、波兰
  16. 16转化医学小组，什切青的波美拉尼亚医科大学，什切青市、波兰
  17. 17医学院免疫、眼科及耳鼻喉科，马德里康普顿斯大学，马德里、西班牙
  18. 18CIMA实验室诊断，纳瓦拉大学，潘普洛纳、西班牙
  1. 对应到Matias A Avila教授，西班牙纳瓦拉市潘普洛纳纳瓦拉大学应用医学研究肝病项目中心;maavila在{}unav.es；Carmen Berasain教授，西班牙纳瓦拉市潘普洛纳纳瓦拉大学应用医学研究肝脏学项目中心;cberasain在{}unav.es

摘要

客观的尽管影像学和病理评估取得了重大进展，但早期鉴别良恶性胆道狭窄仍然具有挑战性。内窥镜逆行胰胆管造影术(ERCP)用于检查胆道狭窄，收集胆汁。我们测试了胆细胞游离DNA (cfDNA)的下一代测序(NGS)突变分析的诊断潜力。

设计研究了可疑胆道狭窄患者的前瞻性队列(n=68)。初步病理诊断的表现与第一次ERCP时收集的胆汁cfDNA突变分析的表现进行了比较，使用NGS面板对临床实验室实施开放，即Oncomine泛癌细胞自由试验。

结果初步病理诊断将这些狭窄分为良性(n=26)、不确定(n=9)或恶性(n=33)。该诊断的敏感性和特异性分别为60%和100%，在随访中，26例中有14例最初是良性或不确定的狭窄，9例中有8例最终导致恶性。我们的NGS检测方法(本文命名为Bilemut)对恶性肿瘤的敏感性和特异性分别为96.4%和69.2%。重要的是，四个Bilemut假阳性中的一个在延长随访后发展为胰腺癌。值得注意的是，在最初诊断为良性或不确定狭窄的患者中，Bilemut对恶性肿瘤的敏感性为100%。对30对胆汁和组织样本的分析也证明了Bilemut的优越性能。

结论在胆道狭窄的初始诊断阶段实施Bilemut可显著提高恶性肿瘤的发现，减少患者临床管理的延误，并有助于选择患者进行靶向治疗。

  • 胆道狭窄
  • 诊断和治疗性内窥镜检查
  • 胆管癌
  • 胰腺肿瘤
  • 基因突变筛查

数据可用性声明

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http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2021-325178

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    本研究的意义

    关于这个问题我们已经知道了什么?

    • 尽管在影像学、内窥镜和病理评价方面取得了重大进展，但区分良恶性胆道狭窄仍然是诊断上的挑战。这种情况极大地影响了胆胰肿瘤患者的识别、管理和预后。

    • 内窥镜逆行胰胆管造影(ERCP)在评估胆道狭窄和收集胆汁样本方面起着关键作用。

    • 胆道胰腺肿瘤的遗传格局近年来已被确定。

    新的发现是什么?

    • 我们选择了面向临床实验室实施的新一代测序(NGS)面板，并开发了在ERCP (Bilemut试验)期间收集的无胆汁细胞DNA (cfDNA)的突变分析。

    • 我们的研究结果证实，与相应的配对肿瘤相比，液体活检策略提高了诊断敏感性和在胆汁中检测到的突变数量。

    • 我们在前瞻性收集的接受第一次诊断性ERCP患者的胆汁cfDNA样本队列中测试了Bilemut测定法。我们的测试明显优于最初的病理诊断，特别是对于最初诊断为良性或起源不明的狭窄病例。

    本研究的意义

    在可预见的未来，它会对临床实践产生怎样的影响?

    • 我们的研究结果强调了胆汁cfDNA ngs分析对ERCP患者的显著诊断潜力。在胆道狭窄的初始诊断阶段实施Bilemut可显著提高恶性肿瘤的检出率，减少患者临床管理的延误，并有助于选择患者进行靶向治疗。

    简介

    胆道狭窄的准确病因诊断仍是临床的一大挑战。胆管狭窄的来源多种多样，1良性和恶性狭窄在早期阶段的区分还没有得到满意的解决。2良性情况包括原发性硬化性胆管炎(PSC)、慢性胰腺炎、胆石病和胆管损伤和感染，而恶性狭窄主要归因于胆道树瘤，如胆管癌(CCA)或胰腺瘤，如胰腺导管腺癌(PDAC)。2 - 5CCAs和PDACs是侵袭性很强的肿瘤，因此，早期诊断对于潜在的治疗性外科手术和/或药物治疗的应用至关重要。5 - 7胆道癌在技术上很难进行活检，7几种多学科诊断工具被用于鉴别良恶性胆道狭窄。4 8其中包括一系列非侵入性成像技术以及内窥镜逆行胰胆管造影(ERCP)。ERCP可以缓解狭窄患者的胆道梗阻，同时通过胆道刷诊和腔内活检提供高分辨率透视图像和组织采样。4然而，ERCP检测恶性肿瘤的敏感性，即使与刷细胞学和荧光原位杂交结合，再加上循环肿瘤生物标志物碳水化合物抗原19-9 (CA19-9)的分析，仍然是次优的，在14%到60%之间。4 9 - 11患者可能经常接受重复的ERCP手术，关键的治疗决定可能被推迟。另外，恶性狭窄的错误诊断可能导致不必要的广泛手术。12因此，鉴别出能够早期可靠地鉴别胆道良恶性狭窄的可靠标志物是非常必要的。

    胆道肿瘤组织分子特征的进展揭示了它们的突变景观。在CCA和PDAC中，下一代测序(NGS)技术已经确定了相对少量的癌基因和肿瘤抑制基因的复发性改变，包括TP53，喀斯特，CDKN2A，SMAD4，PIK3CA，玲娜，ERBB2而且FGFRs，其中一些是药理学靶向。7 13-20最近的一项研究表明，对ercp获得的胆管活检进行定制的NGS分析提高了恶性狭窄病理评估的敏感性。10

    液体活检策略在肿瘤学的各个领域都被积极采用，21日22检测无血细胞DNA (cfDNA)突变有望诊断胰腺癌和胆道癌患者。23日24值得注意的是，ERCP手术可以收集胆道液。从胆汁中分离出的cfDNA可能包括胆管系统中任何部位癌前或恶性细胞的DNA分子。因此，cfDNA分析可以避免导管内组织扫描和活检的有限敏感性，并捕捉到胆胰肿瘤中发现的遗传改变。10 25 26早期研究评估了特定的存在喀斯特而且TP53良性和恶性狭窄患者的胆汁DNA样本突变。的观众这些研究支持了这种分析在改善恶性疾病诊断方面的潜力。此外，人们还认识到，在非恶性肿瘤患者的胆汁样本中检测这种突变，可以识别出患有癌前病变和有发展为癌症风险的个体。28然而，这些研究中应用的常规测序技术缺乏现有扩增和测序工具的灵敏度，分析局限于其中的少数密码子喀斯特而且TP53基因，显著降低了分析的整体性能。

    在这项前瞻性的概念验证试点研究中，我们评估了胆汁中cfDNA的NGS突变分析是否可以代表一种新型的检测恶性肿瘤的液体活检。为了快速转化预期结果，我们测试了两种可供临床实验室使用的市售NGS癌症基因板。

    材料与方法

    病人

    2017年1月至2020年12月，在西班牙潘普洛纳纳瓦拉大学医院综合医院，前瞻性累积了68名被诊断为胆管狭窄并被规定接受ERCP的患者。其人口学和临床特征总结于图1一个．所有患者年龄均在18岁以上，并为检查其样本和使用其临床数据提供了书面知情同意。胆管狭窄的初步诊断是基于第一次ercp -胆管刷诊或活检、胆管或胰腺肿块内镜引导细针穿刺(EUS-FNA)或经皮穿刺活检的组织学结果。诊断程序的选择是根据患者和肿瘤的特点，并遵循标准的临床实践。当没有足够的样本来确定诊断时，就会对不确定狭窄进行初步诊断。最终临床诊断定义为既往研究中，基于组织学证据和临床或影像学随访。4 8 10 31-34当我们在≤12个月的随访后发现组织学证据表明腺癌或临床或影像学恶性肿瘤进展，或确定死亡是由于涉及胆管的恶性肿瘤时，我们确定为恶性狭窄。我们根据≤12个月随访后临床和影像学无进展或胆管狭窄消退，或手术切除标本证实为良性胆管病变，确定为良性胆管狭窄。共收集了50例ercp胆管活检、9例ercp胆管活检、19例EUS-FNA和3例经皮穿刺活检进行病理评估，以确定初步诊断。导致正确诊断和随访后误诊病例的细胞学准备的代表性图像见在线补充图1．此外，还采集了68份胆汁样本。每个病人的诊断和临床随访信息在在线补充表1．平均随访时间15.5个月(0 ~ 42个月)。获得每位患者的知情同意。患者和公众均未参与本研究的设计、实施、报告或传播计划。该研究方案由西班牙潘普洛纳纳瓦拉大学医院综合医院伦理委员会批准(方案编号:2016/91)。

    Characteristics of the patients included in the study and their diagnosis. (A) Demographic description, location of biliary strictures and serum carbohydrate antigen 19–9 (CA19-9) levels of patients included in this study at the time of initial diagnosis. (B) Flow chart indicating the initial and final clinical diagnosis of the patients.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图1
    图1

    研究中纳入患者的特征及其诊断．(A)本研究纳入的患者在初次诊断时的人口学描述、胆道狭窄的位置和血清碳水化合物抗原19-9 (CA19-9)水平。(B)显示患者初步和最终临床诊断的流程图。

    详细信息如下所示在线补充材料1．

    结果

    胆管狭窄患者常规临床病理评估的诊断性能

    68例胆管狭窄患者行ERCP的队列前瞻性累积(图1一个)．在初次ERCP、EUS和病理检查时，患者被诊断并分为良性狭窄(n=26)、不确定狭窄(n=9)或恶性狭窄(n=33) (图1 b)．随访12个月后，26例患者经最终临床诊断为良性恶性，其中14例为良性恶性，9例不确定病例中8例为恶性，其余33例确诊为恶性(图1 b而且在线补充表1)．我们最初的病理诊断符合恶性肿瘤的高特异性检测，在我们的病例中，目前的临床实践报道了100%。10同样符合目前的标准，在我们最初的临床诊断中，恶性肿瘤的敏感性为60%。1 4 8 10在>44 U/mL阈值时评估CA19-9血清水平10检测恶性肿瘤的敏感性为74%，特异性为61%。这些发现证实了目前对胆道狭窄患者实施的临床病理评估在敏感性方面的总体表现不佳，并进一步强调了开发补充有效策略的必要性。

    胆汁cfDNA突变分析:方法设置和最佳NGS组的选择

    如上所述，我们假设评估胆汁cfDNA的突变情况可能会改善整个诊断程序的有限敏感性，包括导管内组织刷刷和活检的病理分析，因此更好地检测肿瘤的最终存在。我们从1ml的胆汁中提取并纯化了cfDNA，为了进行比较，我们还从相同体积的血浆中提取了cfDNA。值得注意的是，我们发现胆汁中cfDNA的总量约为相同体积血浆中cfDNA总量的20倍(886.10±182.3 ng/mL)vs分别为40.52±7.46 ng/mL, n=20)。最有趣的是，最近的一份报告分析了经皮经肝胆管引流获得的胆汁cfDNA，35我们还观察到，与从血浆中获得的cfDNA相比，胆汁中的cfDNA富集在更大的DNA片段中。图中所示的电泳图可以看出这一点图2一个．在这里，我们通过显示一个测试基因的大DNA片段的PCR扩增，直接证实了这一差异(TP53)，而在来自两种生物液的cfDNA中，同一基因的一个较小的DNA片段被扩增(图2 b)．

    Analysis of bile and plasma cell-free DNA (cfDNA) and comparison of Pan-Cancer and Oncomine Comprehensive Assay (OCA) panels’ performance in bile cfDNA from patients with cholangiocarcinoma (CCA). (A). Representative electropherograms showing the size distribution of cfDNA obtained from human bile and plasma. (B) Representative images of agarose gels showing PCR-amplified fragments of TP53 gene of high and low molecular weight from four independent samples of bile or plasma cfDNA. (C) Heat maps show the mutated genes detected by both panels in the same bile samples, and the mutations detected by the Pan-Cancer panel in plasma cfDNA. Asterisks indicate specific mutations that are not included in the Pan-Cancer panel. ‘nt’: not tested. BP, base pairs; FU, fluorescence units.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图2
    图2

    胆管癌(CCA)患者胆汁和浆细胞游离DNA (cfDNA)分析及泛癌与癌碱综合检测(OCA)板检测胆管癌(CCA)患者胆汁cfDNA的比较．(A).显示从人胆汁和血浆中获得的cfDNA大小分布的代表性电泳图。(B)琼脂糖凝胶的代表性图像显示pcr扩增的片段TP53从4个独立的胆汁或血浆cfDNA样本中提取高、低分子量基因。(C)热图显示了两个小组在相同的胆汁样本中检测到的突变基因，以及泛癌症小组在血浆cfDNA中检测到的突变。星号表示不包括在泛癌症组中的特定突变。' nt ':未测试。BP，碱基对;FU，荧光单位。

    在面向临床实验室实施的商用NGS检测面板中，Oncomine综合检测面板V.3 (OCA，赛默飞世尔)具有广泛的突变覆盖范围，并能很好地与从福尔马林固定石蜡包封(FFPE)组织中获得的相对较大的DNA片段一起工作。36另一方面，Oncomine泛癌细胞自由测定法已被开发用于评估从血浆中获得的小而低丰度循环cfDNA37在脑脊液等其他生物样本中也很有效。38因此，我们在八个确诊为CCA的患者的胆汁样本中并排测试了OCA和泛癌NGS面板的性能。如图2 c在美国，泛癌细胞自由试验在所有8个cfDNA样本中共检测到18个突变。然而，OCA小组对基因改变的覆盖率比泛癌检测高三倍，未能在3名患者中检测到任何突变，共识别出8个突变。有两个特定的突变TP53而且自动取款机基因，用星号标记图2 c，这些仅由OCA小组检测到，因为它们不包括在泛癌症小组设计中。由于泛癌症小组是为分析液体活检而设计的，我们还使用该小组测试了来自这组患者的5个血浆cfDNA样本。如图2 c这些样本中只有一个在血浆中检测出阳性，而在所有配对的胆汁样本中都发现了突变。这些观察结果表明，在胆汁cfDNA样本中实施的无泛癌细胞检测，在这里被命名为Bilemut检测，增加了检测突变的敏感性，因此是我们后续胆汁cfDNA筛查的最佳选择。

    胆汁素测定在恶性狭窄患者中的应用

    我们首先在初步ERCP收集的33个最终临床诊断为恶性肿瘤的患者(24个CCAs和9个PDACs)的胆汁样本中评估了Bilemut测定法的性能，从中还可以获得17个配对的肿瘤组织样本。Bilemut检测在诊断为PDAC患者的所有胆汁样本(16号和17号)中都发现了突变(图3上半部分)。OCA小组在检测的17个肿瘤组织中检测到12个突变，其中一个CCA和4个PDAC样本(包括17号)结果为阴性(图3较低的面板)。突变喀斯特而且TP53基因是胆汁和组织中最常见的改变。然而，Bilemut检测在更广泛的基因范围内捕获突变，包括ERBB3，玲娜，FBXW7，ERBB2，IDH2，MAPK2K1而且FGFR3在所有样本中，与在组织中进行的OCA面板分析相比(图3)．Bilemut法对该组样品的敏感性为93.9%。我们还分析了5名诊断为PDAC患者(患者编号12-16)的血浆cfDNA。泛癌症小组没有检测到任何突变(数据未显示)。在这一阶段，我们还测试了从健康活体肝脏捐赠者收集的6个胆汁cfDNA样本，作为Bilemut测定的阴性对照，没有发现任何基因改变(数据未显示)。此外，对两个先前检测的阳性和阴性胆汁cfDNA样本的独立重复分析得出了相同的结果，证明了Bilemut测定法的可重复性(数据未显示)。

    Mutational profile of bile cell-free DNA (cfDNA) and paired tissue DNA samples from patients with malignant stenoses. The heatmap in upper panel shows the mutations detected with the Pan-Cancer panel in bile cfDNA, and the heatmap in the lower panel shows mutations identified with the Oncomine Comprehensive Assay (OCA) panel in the available paired tissues. Asterisks indicate specific mutations that are not included in the Pan-Cancer panel. Diagonal lines indicate the detection of two different mutations in the corresponding gene. The initial diagnosis (Dx), Bilemut diagnosis and final clinical diagnosis, as well as the type of tumour, are indicated. CCA, cholangiocarcinoma; PDAC, pancreatic ductal adenocarcinoma.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图3
    图3

    恶性狭窄患者胆汁细胞游离DNA (cfDNA)和配对组织DNA样本的突变谱．上图中的热图显示了在胆汁cfDNA中泛癌小组检测到的突变，下图中的热图显示了在可用的配对组织中使用Oncomine综合分析(OCA)小组检测到的突变。星号表示不包括在泛癌症组中的特定突变。对角线表示在相应基因中检测到两种不同的突变。提示了肿瘤的初始诊断(Dx)、Bilemut诊断和最终临床诊断，以及肿瘤类型。CCA,胆管癌;PDAC，胰腺导管腺癌。

    Bilemut试验在非恶性胆管狭窄患者早期诊断中的应用

    接下来，我们在最初诊断为良性起源狭窄的患者队列中实施了Bilemut试验(图1 b)．在第一次ERCP时采集胆汁样本;分析cfDNA;根据是否存在任何基因改变，将患者分为良性或恶性狭窄。对于最初病理诊断为良性狭窄的患者(n=26)，其中18例发现突变。因此，考虑到在初步诊断时应用胆汁素试验，26例良性狭窄中，恶性狭窄18例，良性狭窄8例。另一方面，最终临床诊断结果为26例患者中有14例为恶性狭窄。这些结果以图表形式总结在图4一．所有这些患者的Bilemut突变图谱如图所示图4 b，提示其根据临床最终诊断分为良、恶性狭窄。在图4 c，我们显示了最终发展为恶性狭窄的14例患者的最终临床诊断时间轴。我们还分析了10个成对的肿瘤组织样本。实验结果与图3， Bilemut测定法比OCA测定法检测到更多的突变，OCA测定法对一个组织样本为阴性(编号53)(在线补充图2A)．

    Diagnostic performance of the Bilemut assay in patients with an initial diagnosis of benign stenosis. (A) Schematic representation of the initial clinical diagnosis, the Bilemut assay diagnosis and the final clinical diagnosis of patients. The four Bilemut false-positive patients are encircled. (B) Heatmap showing the mutational profile of bile cell-free DNA (cfDNA), Bilemut assay, at the time of initial diagnosis. Diagonal lines indicate the detection of two different mutations in the corresponding gene. The initial diagnosis (Dx), Bilemut diagnosis, final diagnosis and extended follow-up diagnosis are indicated. The type of tumour diagnosed (pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), cholangiocarcinoma (CCA) or gall bladder (GB)) is also indicated. (C). Chronology of malignancy detection during follow-up of patients with an initial diagnosis of benign stenosis. ERCP, endoscopic retrograde cholangiopancreatography.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图4
    图4

    Bilemut测定法在初步诊断为良性狭窄患者中的诊断性能．(A)患者的初始临床诊断、Bilemut测定诊断和最终临床诊断示意图。4例Bilemut假阳性患者被包围。(B)初步诊断时显示胆汁细胞游离DNA (cfDNA)突变谱的热图，Bilemut测定。对角线表示在相应基因中检测到两种不同的突变。初步诊断(Dx)，双emut诊断，最终诊断和扩大的随访诊断。诊断的肿瘤类型(胰腺导管腺癌(PDAC)，胆管癌(CCA)或胆囊(GB))也被指出。(C).最初诊断为良性狭窄的患者随访中恶性肿瘤检测的年代学。ERCP，内窥镜逆行胰胆管造影。

    有4例最终临床诊断为良性狭窄的患者，其胆汁cfDNA发生突变，因此将被认为是Bilemut试验的假阳性病例。重要的是，对这些患者进行超过1年的随访，发现其中1例患者在10个月后被诊断为PDAC(患者号45)。这一发现强调了Bilemut化验所提供的信息的价值，也包括其所谓的假阳性病例。

    接下来，我们在最初病理诊断为来源不明的狭窄患者的胆汁样本中实施了Bilemut测定(图1 b)．在研究的9名患者中，有8人被检测出突变。重要的是，最终的临床诊断导致这8例患者发展为恶性狭窄，如图总结图5一个．其Bilemut突变格局如图所示图5 b．在唯一一位最终诊断为良性狭窄的患者(患者号60)中未检测到突变。该患者在初步诊断和Bilemut试验后22个月仍无肿瘤。我们还分析了三个成对的肿瘤组织样本。如前所述，Bilemut试验比OCA小组鉴定出更多的突变，OCA小组在一个组织样本(编号67)中为阴性(在线补充图2B)．最后诊断为恶性狭窄的8例患者的时间轴显示在图5 c．

    Diagnostic performance of the Bilemut assay in patients with an initial diagnosis of indeterminate stenosis. (A) Schematic representation of the initial clinical diagnosis, the Bilemut assay diagnosis and the final clinical diagnosis of patients. (B) Heatmap showing the mutational profile of bile cell-free DNA, Bilemut assay, at the time of initial diagnosis. The initial diagnosis (Dx), Bilemut diagnosis, final diagnosis and extended follow-up diagnosis are indicated. The type of tumour diagnosed (pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) or cholangiocarcinoma (CCA)) is also indicated. (C) Chronology of malignancy detection during follow-up of patients with an initial diagnosis of indeterminate stenosis. ERCP, endoscopic retrograde cholangiopancreatography.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图5
    图5

    Bilemut测定法在初步诊断为不确定狭窄的患者中的诊断性能．(A)患者的初始临床诊断、Bilemut测定诊断和最终临床诊断示意图。(B)初步诊断时显示胆汁细胞游离DNA突变谱的热图，Bilemut测定。初步诊断(Dx)，双emut诊断，最终诊断和扩大的随访诊断。诊断的肿瘤类型(胰腺导管腺癌(PDAC)或胆管癌(CCA))也指示。(C)最初诊断为不确定狭窄的患者随访时恶性肿瘤检测的年代学。ERCP，内窥镜逆行胰胆管造影。

    在整个队列的患者中，Bilemut检测恶性肿瘤的敏感性为96.4%，特异性为69.2%。当考虑到最初诊断为良性或起源不明的狭窄患者(n=35)时，该检测方法检测恶性肿瘤的敏感性为100%。在同一组患者中，考虑到延长随访，CA19-9血清水平升高到>44 U/mL的阈值10在初步诊断时，检测恶性肿瘤的敏感性为74%，特异性为50%，而Bilemut的敏感性和特异性分别为100%和80%。

    病理分子表现:突变分析

    在阳性胆汁样本中，用Bilemut试验鉴定出的最普遍的突变是在喀斯特(71.9%),TP53(47.4%),ERBB3(22.8%),玲娜(15.8%),ERBB2(8.8%),BRAF(8.8%),PIK3CA(8.8%),FBXW7(7.0%)和SMAD4(7.0%)的基因。胆汁cfDNA中发现的不同基因的完整信息显示在在线补充表2．这些数据与胆道和胰腺肿瘤的突变情况基本一致，考虑到我们的患者队列中肝外来源的CCAs的比例很高。13 23 39当对30个配对的胆汁和肿瘤组织样本进行比较时，Bilemut测定共检测到66个突变，而组织的OCA分析仅识别出43个突变。有7个组织样本(23%)未发现突变，但在Bilemut试验中呈阳性，而该测试仅遗漏了一个配对组织中有突变的病例。在组织和胆汁样本中检测到32个突变，而Bilemut检测到34个在相应组织中没有发现的额外突变。为喀斯特在我们的患者队列中，cfDNA是最常见的突变基因，在组织样本中发现了18个突变，并且在胆汁cfDNA中也捕获了除了两个以外的所有突变。然而，胆汁cfDNA分析发现了另外五种喀斯特在配对组织中未检测到的突变。为TP53，在组织样本中发现了13个突变，其中2个未通过Bilemut试验分析，另一个未检测到。然而，另外四个TP53在胆汁cfDNA中发现了在配对组织中未检测到的突变。在胆汁和组织样本中检测到的突变之间的一致性描述在线补充图2C．在胆汁cfDNA和组织样本中鉴定的所有突变的身份在在线补充表3，以及泛癌症小组和OCA小组所分析的基因的详细资料载于在线补充表4．

    泛癌症小组包括在胆道和胰腺恶性肿瘤中发现的潜在可操作的基因改变，例如那些涉及乳腺癌的基因改变FGFR的基因,ERBB2而且ERBB3，BRAF，IDH1而且IDH2，PIK3CA，见过，受潮湿腐烂而且MAP2K17 20 40．我们的研究表明，在54%的Bilemut试验阳性样本中检测到潜在可操作基因的突变(在线补充表3)．

    讨论

    尽管近年来在影像学、内镜和病理方面取得了长足的进步，但对胆道狭窄病因的准确诊断仍不尽如人意。8 41在本研究中，我们证明了在评估疑似胆道狭窄患者的第一次ERCP手术中获得的胆汁cfDNA的突变分析可以改变诊断管道。在评估胆汁中cfDNA的浓度和物理特征后，为了快速和广泛地转移到临床，我们选择了泛癌细胞无测定法，这是一种易于用于临床实验室的NGS面板，不需要专门的生物信息学数据解释。37 38在此，我们将这种测定方法命名为Bilemut测定法，首先在一组显著的患者队列(n=33)中验证了胆汁cfDNA突变分析对恶性肿瘤检测的高敏感性，这些患者最终临床诊断为恶性狭窄(其中75%为CCAs)。我们的发现与最近的报道一致，即在诊断为胆囊癌的患者中检测出具有高敏感性的胆汁cfDNA突变35 42和PDAC43或两组被诊断为CCA的患者(n=4和6)。35 43我们发现，与初始诊断(60%)相比，我们的NGS检测恶性肿瘤的灵敏度(96.4%)非常高。最重要的是，我们的研究表明，实施Bilemut测定法对最初诊断为良性或起源不明的狭窄的患者具有特别的价值，在这种情况下，该测定法显示出100%的敏感性，大大加快了恶性肿瘤的诊断。最近的一项前瞻性研究评估了胆道狭窄患者胆管刷刷和ERCP期间收集的活检中DNA的NGS面板的性能，用于检测胆道狭窄患者的恶性肿瘤。10尽管这种方法在临床病理评估中表现出更好的敏感性(73%)vs48%)，作者仍然报告了25%的假阴性病例。这种有限表现的原因是由于狭窄的取样不足和/或低样本肿瘤细胞。10在胆管刷诊和活检中检测突变的相对较高的失败率与之前对胆道癌症组织样本进行NGS分析的工作是一致的(参见，例如，44)和我们目前的研究中23%的肿瘤组织突变呈阴性。正如我们在这里假设的那样，这种限制可以通过分析胆汁cfDNA来规避，因为这种液体可能包含沿胆道的任何地方的肿瘤细胞释放的遗传物质。Bilemut检测的高灵敏度也表明，在接受ERCP的患者中，这种诊断方法可能比血浆cfDNA突变分析更有信息，因为后者在早期疾病的设置中已知的有限性能。22日45和我们目前的观察结果。

    本研究的一个明显缺陷是无法检测最终诊断为良性疾病的患者的胆汁cfDNA突变，从而降低了检测的特异性。然而，这个问题应该谨慎解释。早期的一项研究评估了喀斯特PSC患者胆汁中游离细胞的突变表明，在随访中，只有那些个体具有喀斯特突变导致CCAs或发育不良。28这些发现表明，胆汁cfDNA突变的出现可能表明存在癌前病变或非常早期的肿瘤阶段，在胆道树的某处。事实上，在我们的研究中，四个假阳性病例中有一个在最终临床诊断确定时间之后随访时最终发展为PDAC。因此，那些Bilemut试验阳性且最终临床诊断为良性疾病的患者可能确实受益于更密切的随访监测。

    除了早期癌症检测外，肿瘤基因分型还可以检测靶向治疗的突变，这种突变也发生在胆道和胰腺恶性肿瘤中。7 18-20 40 46 47胆汁cfDNA分析也提供了这样的信息，正如前面所讨论的，甚至比肿瘤组织基因组分析具有更好的敏感性。

    我们承认，Bilemut检测早期恶性肿瘤的性能需要在一个独立的患者队列中进行验证。理想情况下，未来的研究应该包括CCA发展高风险的PSC患者，48以及在我们的队列中代表性不足的CCA患者。

    然而，鉴于胆汁素测定法的非凡敏感性，我们坚信它的实施可能有助于胆道狭窄和怀疑恶性肿瘤患者的诊断和治疗。在图6，我们提出了如何将Bilemut应用于这些患者的管理算法。对于疑似恶性狭窄、手术切除易感、术前需要ERCP胆道引流的患者(病例1)，Bilemut可以提高术前诊断，在良性病因的情况下避免不必要的手术。1) 12事实上，如果在这些患者中应用了Bilemut, 100%的患者会在确诊恶性肿瘤后进行手术，而这种情况只发生在48%的病例中。对于那些无法接受手术而需要全身治疗的患者(病例2)，Bilemut可以确认病理诊断，避免额外的诊断测试和干预，还可以识别突变以指导靶向治疗。对于无法接受手术或全身治疗且需要胆道引流的患者(病例3)，Bilemut还可以确诊恶性肿瘤，从而告知患者预后。应用Bilemut后，100%的患者在确诊为恶性肿瘤时得到了最佳的支持治疗，而这仅发生在63%的病例中。最后，在恶性怀疑低的患者(病例4)中，Bilemut可以补充病理诊断，减少随访时间和检查次数。此外，如上所述，在随访中，Bilemut阳性且未患癌症的患者仍可能受益于更密切的临床监测。最后，从另一个角度来看，虽然NGS分析(如Bilemut)的成本仍然很高，但它的应用可能避免了重复诊断程序和其他医疗费用的需要，最终导致正的效益-成本比。Bilemut测定法的优点和局限性总结在图6 b．

    (A) Implementation of the Bilemut assay in an algorithm for the management of patients with biliary stenosis. The four steps in which Bilemut could be applied are indicated by grey boxes. See text for details. This algorithm is based on the National Comprehensive Cancer Network guidelines. (B) Summary of the advantages and limitations of the Bilemut assay. ERCP, endoscopic retrograde cholangiopancreatography; NGS, next-generation sequencing.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图6
    图6

    (A)在胆道狭窄患者的管理算法中实施Bilemut测定。灰色框表示应用Bilemut的四个步骤。详情见正文。该算法基于国家综合癌症网络指南。(B) Bilemut测定法的优点和局限性总结。内窥镜逆行胰胆管造影术;NGS，下一代测序。

    数据可用性声明

    数据共享不适用，因为本研究没有生成和/或分析数据集。我们的数据不在存储库中。未识别的参与者数据全部包含在提交中。

    伦理语句

    患者发表同意书

    致谢

    我们感谢来自纳瓦拉大学CIMA实验室诊断的Sara Equiza, Teresa Imizcoz, Beatriz Ramirez和Maria Isabel Mora的技术支持。

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    补充材料

    脚注

    • MA和MR是联合第一作者。

    • JMU, CB和MAA是联合资深作者。

    • 推特@danioyon， @LennyNelson15， @CUBEROlab， @Maite G Fernandez-Barrena， @pottoberasain

    • 贡献者概念化:MA, JMU, CB和MAA。方法:MA, JMU, IA, DO, LZ, MRM, JMH, MR, ME, DR-C, CS, IF-U, JC, VJ, GA-A, DG, CZ, IG- b, LJN, JJV, BS, IG, KZ, MK, WP, PM, MUL, MGF-B, CB和MAA。数据管理:JMH, GA-A, AP, MR, MA, CB和JMU。写作-初稿准备:CB和MAA。撰稿及编辑:MR, JMU, LJN, MA, CB, MAA。监督:JMU, CB和MAA。项目管理:JMU, CB和MAA。资金获取:MA、JMU、CB、MAA。

    • 资金基金:感谢CIBERehd的资金支持;由“Fondo Europeo de Desarrollo Regional”(FEDER)共同资助的卡洛斯三世研究所(ISCIII)的PI16/01126和PI19/00163赠款Una manera de hacer Europa;纳瓦拉Salud基金会2017 / 58和2018 / 55赠款;Gobierno de Navarra AGATA战略项目资助0011-1411-2020-000010;欧洲区域新阿基坦-尤斯卡迪-纳瓦拉赠款2020/101;Fundación Eugenio Rodríguez Pascual;Fundación马里奥·洛桑托斯，Fundación M·托雷斯;胆管癌慈善机构AMMF 2018/117赠款;成本行动CA181122欧洲胆管网; POSTD18014AREC postdoctoral fellowship from AECC to MA; and Ramón y Cajal Program contracts RYC-2014-15242 and RYC-2018-024475-1 to FJC and MGFB. The generous support of Mr Eduardo Avila is acknowledged.

    • 相互竞争的利益没有宣布。

    • 出处和同行评审不是委托;外部同行评审。

    • 补充材料此内容由作者提供。它没有经过BMJ出版集团有限公司(BMJ)的审查，也可能没有经过同行评审。讨论的任何意见或建议仅是作者的意见或建议，不被BMJ认可。BMJ不承担因对内容的任何依赖而产生的所有责任和责任。如果内容包括任何翻译材料，BMJ不保证翻译的准确性和可靠性(包括但不限于当地法规、临床指南、术语、药品名称和药物剂量)，并且对因翻译和改编或其他原因引起的任何错误和/或遗漏不负责。