循环存在于细胞外的染色体外环状DNA作为结直肠癌的预后生物标志物

结直肠癌血浆外周环状DNA（eccDNA）作为预后生物标志物，通过Nanopore测序发现复发组eccDNA富集于染色体9、长度较短且遗传分布差异显著（Spearman’s ρ=0.73）。核心分子包括CARD9启动子来源的eccDNA（10.4倍上调）及mir-374c簇，eccDNA随机森林模型对复发（AUC>0.8，HR=3.79）和死亡（AUC≥0.93）预测准确。

　　

摘要

背景

复发的延迟检测显著增加了结直肠癌（CRC）的死亡率，这突显了开发可靠预后生物标志物的必要性。尽管染色体外环状DNA（eccDNA）是一种已知的致癌驱动因素，但其在CRC中的预后价值仍很大程度上尚未得到探索。

方法

在这项为期6年的前瞻性队列研究中，使用Nanopore测序技术对153份血浆样本进行了全长eccDNA分析。通过比较复发患者（R组，n=20）和非复发患者（NR组，n=133）之间的eccDNA特征差异，建立了预测复发和死亡的模型。并在HCT116细胞中对eccDNA的功能进行了验证。

结果

与NR组患者相比，R组患者中源自染色体9的eccDNA富集程度更高，eccDNA的中位长度更短，且eccDNA长度的变异性更低。所有长度为4.9–5.0 kb的eccDNA均来自CKM基因，而其他eccDNA在两组间表现出强烈的基因组分布相关性（Spearman’s ρ=0.73）。R组患者中源自启动子的eccDNA富集更为明显，尤其是来自CARD9基因的eccPromoter-CARD9（增加了10.4倍）。eccPromoter-CARD9的过表达显著促进了CRC细胞的增殖和迁移。R组患者血浆和组织中的eccDNA中含有hsa-mir-374c基因簇，其对应的miRNA在CRC相关的TCGA队列中显示出极高的诊断准确性。基于eccDNA的随机森林分类器的复发预测准确性优于传统方法（AUC>0.8），这与更短的复发时间（HR=3.79）以及升高的CA125和CEA水平相关。其他基于eccDNA的模型也能有效预测与复发相关的死亡率（AUC≥0.93）。

结论

血浆中的eccDNA特征可能成为一种早期且强大的非侵入性生物标志物，有助于CRC的预后评估，优化风险分层并指导个性化治疗。