研究人员研究与胃肠道癌症相关的生物标志物，成功创建了一种生物标志物算法，当与无创收集食管细胞的技术结合使用时，可能有助于医生判断哪些患者患有食管癌或像巴雷特食管（BE）或高等级发育不良等癌前状态。
约翰霍普金斯基梅尔癌症中心和约翰霍普金斯大学医学院的研究人员通过研究与胃肠道癌症相关已知的生物标志物，构建了一个生物标志物算法。当与无创收集食管细胞的方法结合使用时，此算法可能帮助临床医生识别患有食管癌或癌前状态（如巴雷特食管（BE）或高等级发育不良）的患者。通常，这些评估需要进行内窥镜检查，这是一种更具侵入性的手术，需在麻醉下进行。
如果进一步研究验证了该方法，它可能作为初步测试，确定哪些患者应该接受内窥镜检查以进行确诊。研究结果于1月17日发表于《美国胃肠病学杂志》上。
研究的主要作者、约翰霍普金斯大学医学院医学与肿瘤学教授Stephen Meltzer博士表示：“我们的研究采取了一种结构化的方法来确定生物标志物，我们相信这是首次以这种方式识别巴雷特食管、食管腺癌和高等级发育不良的生物标志物。”Meltzer同时担任美国癌症协会的临床研究教授，他解释说，他们的算法包括基因USP44、TBC1D30和NELL1的甲基化，这些基因已被广泛研究作为不同癌症的诊断标志物。
甲基化是一种化学修饰，可以影响基因表达，并可能助长癌症进展。值得注意的是，USP44此前已被确定为前列腺癌、肝癌和结直肠癌的标志物。TBC1D30在结直肠癌研究中也显示出显著甲基化。NELL1被确认为巴雷特食管和结直肠癌的诊断标志物，其高甲基化与胃癌、肾癌和肺癌的发展有关。
在这项研究中，研究人员分析了来自基因表达综合数据库的六个数据集，以寻找在BE中甲基化至少30%而在正常组织中小于5%的生物标志物，从而识别出30个候选生物标志物以供进一步研究。使用基于甲基化的聚合酶链反应的实验室测试将这些候选标志物缩减至12个，这些标志物在BE中的甲基化水平显著高于正常组织。
从这12个生物标志物中，研究小组选择了七个（GRAMD1B，USP44，HOXB13，A1BG，SPX，TBC1D30和eg00720137）进行进一步测试，以及在早期研究中识别的另外五个生物标志物（CDH13，FLT3，NELL1，TAC1和SSTI）。最初，他们分析了21对归档的正常组织和巴雷特组织样本中的生物标志物。之后，他们在234个来自BE患者和在约翰霍普金斯、匹兹堡的阿勒格尼卫生网络以及荷兰伊拉斯姆斯大学的患者中获取的非内窥镜食管海绵样本中评估这些生物标志物。该组包括78名正常食管患者，77名BE患者，12名高等级发育不良患者，5名低等级发育不良患者，1名不确定发育不良患者，以及61名食管腺癌患者。
为了获取这些样本，参与者吞下一个装在明胶胶囊中的小海绵，并连接了一根绳子。当胶囊到达食管底部时，明胶溶解，使海绵膨胀。随后，临床医生轻轻拉动绳子以取回海绵，在这个过程中收集来自食管的细胞。
样本是在内窥镜检查前或内窥镜检查后三个月内的跟进访问期间收集的。所有参与者均有确诊的食管癌、BE或高等级发育不良，或已经进行过活检以确认他们没有这些情况。参与者的平均年龄为65岁，大多数为男性（66%）并来自美国（82%）。
研究人员将海绵样本划分为199个样本的训练组和35个样本的测试组，在训练组中评估所有12个生物标志物。利用获得的结果，他们制定了一个包含USP44、TBCID30、NELL1以及年龄和性别的三生物标志物算法。当区分健康组织与食管癌和高等级发育不良病例时，该算法表现出了接近0.97的曲线下面积（AUC），表明其性能强劲。根据Meltzer的说法，在将健康患者与有巴雷特食管且有高等级发育不良或食管癌的患者区分时，AUC为0.86，这也是有效的。
Meltzer表示，他在约翰霍普金斯大学领导胃肠道早期检测生物标志物实验室，“这个海绵生物标志物测试的目的是为了不提供明确的诊断。而是为了向患者表示，他们的甲基化测试结果异常，因此可能需要接受内窥镜检查。”
他指出，过去40年来，西方人群中食管癌的发病率增加了五倍，使其成为第八大最常见癌症和全球癌症相关死亡的第六大原因。估计大约5%-12%的胃食管反流病（GERD）患者发展为BE，尽管确切百分比并不清楚，因为许多BE病例仍未诊断。
随着食管腺癌成为美国食管癌的主要类型，Meltzer强调有必要进行大规模筛查研究，以评估这些生物标志物是否能增强对巴雷特食管和食管腺癌的识别，从而最终改善患者生存率。
该研究还包括共同作者Andrew Kalra、Ke Ma、Yulan Cheng、Leslie Cope、Yifan Yang、Simran Jit、Yousra Ahmed、Shayan Gheshlaghi、Vincent Castillo、Russell Hales、Vincent Lam、Kristin Marrone、Ken Hui、Michelle Ma、Robert Hughes、Venkata Akshintala、Kathy Bull-Henry、Jinny Ha、Karim Boudadi、Zachariah Foda、Richard Battafarano、Mouen Khashab、Eun Ji Shin、Olaya Brewer Gutierrez和Saowanee Ngamruengphong等来自约翰霍普金斯的研究人员，以及来自阿勒格尼卫生网络、费城的托马斯杰斐逊大学、杰斐逊爱因斯坦费城医院、诺福克的东弗吉尼亚医学院和巴尔的摩的Previse（海绵测试制造商）的研究人员。
