2022年2月10日，我院施奇惠团队与浙江省肿瘤医院病理科徐海苗团队合作在Clinical Chemistry（Clinical Chemistry是美国临床化学协会（American Association for Clinical Chemistry）的官方杂志，也是检验医学领域最权威的杂志）上发表论文“A multicancer malignant pleural effusion diagnostic test using hexokinase 2 and single-cell sequencing”，提出了一种泛癌种的恶性胸腔积液诊断新方法。

 恶性胸腔积液（Malignant Pleural Effusion, MPE）是指在胸腔积液中存在肿瘤细胞，为恶性肿瘤直接浸润或者胸膜转移所引起，因此是癌症晚期的重要特征之一。临床上部分肿瘤患者以恶性胸腔积液作为肿瘤的首发症状。诊断恶性胸腔积液的“金标准”是脱落细胞学检查或胸膜活检，其中创伤较小的脱落细胞学检查尤为常用，主要通过形态学鉴定胸腔积液中游离的肿瘤细胞从而形成诊断。但是，部分良性细胞（如反应性间皮细胞）在形态学上易混淆以及部分样本中肿瘤细胞占比低，因此脱落细胞学诊断恶性胸腔积液的灵敏度较低（50%~60%）。同时，由于理论上技术所有的恶性肿瘤都可产生恶性胸腔积液，因此难以通过简单的分子标志物（如蛋白、DNA突变等）达到较好的诊断效果。良恶性胸腔积液的鉴别诊断一直是困扰临床医生的一项难题。

 相比于分子标志物，直接检测体液中完整的肿瘤细胞无疑是肿瘤存在的高级别证据，具有诊断价值。因此，一方面需要开发更灵敏且特异的标志物从胸腔积液中识别肿瘤细胞，另一方面也需要分子层面的证据证明所找到的确实是肿瘤细胞。由于能量代谢异常是肿瘤细胞的普遍特征，因此代谢标志物将可能用于泛癌种的恶性胸前积液检测。施奇惠团队在前期报道了基于己糖激酶2（HK2）的免疫荧光方法检测尿液中的脱落肿瘤细胞用于尿路上皮癌诊断（Wang et al., Anal. Chem. 2020, 92, 16284-16292）以及检测肺腺癌患者血液中的循环肿瘤细胞（Yang et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2021, 118, e2012228118）。

 施奇惠、徐海苗团队开展了一项前瞻性临床研究，入组111名胸腔积液患者，采用脱落细胞学与基于HK2的免疫荧光方法检测脱落肿瘤细胞从而诊断恶性胸腔积液。结果显示，入组患者包含了12种恶性肿瘤（肺癌、乳腺癌、食管癌、胃癌、结肠癌、肝癌、胆管癌、胰腺癌、卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌、肉瘤）和多种病因的良性胸腔积液类型，其中基于HK2的免疫荧光检测其AUC值为0.933（95%CI：0.883-0.984），灵敏度91%（95% CI: 80%-97%）、特异性84%（95% CI: 68%-93%）、阳性预测值90%（95% CI: 79%-96%）、阴性预测值86%（95% CI: 70%-95%），而脱落细胞学灵敏度仅45%。大规模单细胞测序提示基于代谢标志物检测到的脱落肿瘤细胞确为肿瘤细胞，同时还可以观察到部分样本中胸腔积液中的转移性肿瘤细胞具有肿瘤组织中无法检测到的拷贝数变异特征，提示转移性肿瘤细胞可能是原位组织中肿瘤细胞的一个子集。如果将单细胞测序与基于HK2的免疫荧光方法联用，可显著提升检测的特异性。

 这一研究表明能量代谢标志物HK2可用于体液中多种癌症的脱落肿瘤细胞的检测，这也为泛癌种的外周血中循环肿瘤细胞的检测奠定了基础，有望成为一种广谱的细胞液体活检方法。此外，该论文通过单细胞基因组测序研究了大量胸腔积液样本中游离肿瘤细胞的基因组特征，并与组织进行了比较，发现这些处于转移状态的肿瘤细胞具有基本一致性的拷贝数变异谱，提示这可以成为一种判定细胞恶性的通用方法。如何判定体液样本中一个细胞的良恶性是病理学及肿瘤生物学中的基本问题，目前尚未有定量的分子标准，这也是未来需要解决的。

原文链接：

https://doi.org/10.1093/clinchem/hvac003