为什么癌症一发现就是晚期？

说到癌症，记忆很深刻的是小时候离家不远的一个老人家，平时经常在街上见到，对我们小孩子也都很好，经常逗大家玩，忽然有一天传出被诊断出了癌症，然后没几个月人就没了。

当时就觉得癌症这种东西，太可怕了。后来成长路上，不断听到各种得了癌症去世的事情。当时的最大疑惑是，为什么癌症一发现就是晚期，基本上没法治疗了。

再后来走出故乡，来到大学，学了生物，并在这个坑里一直呆到今天，才多少对这个问题有了一定的了解。今天就来和大家说说为什么癌症一发现就是晚期以及早发现早治疗是不是真的有用？

01，为什么癌症一确诊就是中晚期？

因为很多人往往不会主动去做检测，而是到出现症状后再去找医生，当癌症发展到有明显症状的时候，基本就已经是中晚期了。

所以，当身边朋友问我有什么健康建议的时候，我基本会告诉他们每年必须要做一次体检，因为对于癌症这种发病率会随年龄逐步增加，到40岁以上概率会大幅增加的疾病，早发现早治疗可以说是唯一的路。

事实上，这也是目前学界对于癌症防治的一个重要共识，毕竟一旦出现临床症状，长出了巨大的肿瘤，体内癌细胞的数量就已经至少达到数以亿计，且有很大可能癌细胞已经随着血液和淋巴循环扩散到其他位置，也就很难治愈了。

02，早检查真的能够及时发现癌症吗？

可能有人会问，早检查真的能够及时发现癌症吗？对于这个回答，基本是肯定的。

其实，从癌症的出现、发展原理出发不难得出结论。

癌细胞本身也是我们人体的正常细胞，但由于诸如基因变异、染色体受损、表观遗传等诸多因素导致正常细胞开始失控，就会变异为癌细胞。

不过有癌细胞并不等于得了癌症，我们体内本身有免疫以及其他一些机制来阻止癌症，所以这场战争一直在持续。而癌细胞在战斗中也会不断的强化，比如有的癌细胞甚至不需要我们正常细胞的23对染色体，可以丢掉许多不必要的基因来让自己不断的进化、恶化，然后才开始形成癌细胞聚集。从1个癌细胞复制增殖到数以亿计细胞组成的肿瘤，需要相当长的时间。

只要我们在早期阶段能够发现并及时治疗，阻止肿瘤进一步恶化的可能性还是很大的。

但大部分人并不会主动去做检查，从而错过了发现机会。更可怕的是，很多癌症在早期并不会有明显的症状，即使有，也很容易和日常“小病”混淆，如食道癌的咽喉异物感与咽炎相似；肺癌的咳嗽与支气管炎相似，极具迷惑性。随着病情逐步加重，癌细胞开始出现侵袭正常组织的情形，更严重的情况是开始随着血液和淋巴等循环迁移到体内的其他地方（也就是转移）。

出现这种情况，往往已经是中晚期了，就很难应对了。

所以，目前生物医学界有不少研究都在集中攻克如何实现癌症早期发现的难题，越早越好。而这就有赖于对癌症特性的了解。

03，癌症早期检测策略之一

目前临床上最常见的癌症早期检测策略之一是甲胎蛋白和癌胚抗原，相信不少人在体检的时候也看到过这两个指标。

它们为何能够一定程度预示早期癌症呢？原理在于，正常成人的身体细胞基本停止了扩张，也就是停止发育，因此体内那些和细胞复制增殖等相关的蛋白也就很少表达了。但是这一现象在癌症患者体内全然不同，癌细胞一旦开始不受控制地增殖，会带动与细胞复制增殖相关的一些因子随之升高，因此只要检测相关指标，就可以在一定程度上观察到体内的细胞是否正在进行大量快速增殖，从而判断出是否有罹患癌症的可能。

可以说，体检中的一些血液筛查指标已经成为目前癌症早期检测常见的策略之一，也帮助很多人成功在早期发现癌症并及时介入。

不过，这些指标也存在不足之处，比如敏感性（不漏诊）和特异性（不误诊）就是一个难题。结果就是，虽然目前癌症早期检测的相关指标越来越多，但如果无针对性的盲筛，不同指标的检测难度和灵敏度都是问题，无法做到广泛适用。

04，基于cfDNA甲基化的二代基因测序技术

正因如此，研究人员近些年来也在努力开发一些新型技术手段，其中一个比较有前景的趋势就是基于cfDNA甲基化的二代基因测序技术。

这个名字可能比较陌生，这里我们就花一些篇幅来介绍一下。

所谓cfDNA，是循环游离DNA的缩写，细胞会经历许多基本生物学过程，比如复制增殖和凋亡，即细胞程序性死亡，而细胞DNA脱落或者凋亡后会释放进入循环系统。

(图片来源：燃石医学)

本质同样是细胞的癌细胞也不例外，它们并不是永生不死的。前面也提到，当癌症发生，癌细胞的数量往往已经达到很大的规模，但它们也会不断经过死亡和新生，释放专属于癌细胞的DNA——循环肿瘤DNA（ctDNA）到血液中，只是新生的细胞数量远超过死亡细胞的数量，才表现出恶性增殖的情形。

基于这个原理，我们同样可以在血液中检测到ctDNA的存在。因此，这种检测技术的第一步就是鉴定循环系统中的cfDNA，从中分辨出ctDNA，这样就可以判断是否有恶性肿瘤的出现，接下来，就是甄别这些ctDNA到底来自哪个器官。

而此时，就要用到另外一种技术，那就是甲基化。

所谓甲基化就是指碱基胞嘧啶上结合了一个甲基。看起来似乎很寻常，然而这在生物学上却产生了非同一般的影响。

这种甲基化修饰会直接影响基因的表达和调控。

甲基化是后天的，而且是特异性的

这二者共同决定了癌细胞和正常细胞的DNA甲基化模式会有所不同，且通过甲基化信号可实现ctDNA的器官溯源。

对于这一研究方向我一直都比较关注，这也是目前国际前沿的技术方向。事实上，目前对cfDNA甲基化的研究已经能够为某些特定癌症的早期检测提供很大的帮助了，今年就有一项相关研究成果发表在《自然·生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering，影响因子：25.671），由协和医院、上海交大附属胸科医院和燃石医学等共同发表，内容是关于ctDNA甲基化对于癌症的超灵敏检测。

(图片来源：燃石医学)

这项研究本身采用的是ELSA-seq技术，这种技术能够捕捉血液中来自早期肿瘤的微弱信号，在极其微量的DNA中准确识别出癌症相关的甲基化片段，再加上机器学习来辅助信号处理，从而实现癌症的早期检测。

ELSA-seq技术总览：样本制备→文库制备→深度测序→降噪处理→特征选择→机器学习(图片来源：燃石医学)

所谓早发现，最大的挑战就是能做到多早发现。举个例子，一个烂苹果，切除了腐烂的部分，剩余部分虽然看似完好但仍不建议食用，因为肉眼不可见的霉斑其实已经产生，越小越难发现，需借助显微镜等手段。肿瘤的生长和发展也是如此，在癌症的早期阶段，临床症状尚未显现，如何做到尽早发现癌症信号关键就在于筛查技术的精度。

ELSA-seq与主流商用试剂盒性能比对有明显的提升 (图片来源：燃石医学)

ELSA-seq的核心是在极微量的DNA中精准捕捉与癌症信号相关的甲基化片段，它的独到之处正是信号的高保真放大和高效率捕获。和目前主流的商用试剂盒性能相比，即使在低至0.5 ng的cfDNA中也能高效的捕获到癌症信号。

ELSA-seq性能验证结果(图片来源：燃石医学)

其检测精度甚至比目前液体活检灵敏度最高的ddPCR都高出一个数量级，显示出了其优越性。

目前，学界对于癌症的早期检测技术还在不断研发中，研究人员也在努力开发精度更高、准确性更好的检测手段，为癌症的早期发现提供更多选择。

尽管大部分国人还是“谈癌色变”，但对大多数癌症来说，早发现早治疗是最好的策略，就像世界卫生组织所提到的，有1/3的癌症是可以预防的，有1/3的癌症可早期发现并治愈，剩余1/3的癌症可以通过治疗减轻痛苦、延长寿命。

只要发现的足够早，那么癌症并不意味着绝症。

ref.

Liang, Naixin, et al. "Ultrasensitive detection of circulating tumour DNA via deep methylation sequencing aided by machine learning."Nature Biomedical Engineering(2021): 1-14.

世界卫生组织国际癌症研究机构（IARC）：2020年全球最新癌症负担数据。