近日，清华大学鲁志团队与北京大学第一医院王鹏远团队、清华长庚医院卢倩团队合作，在Cell Reports Medicine上发文，通过最新的、高灵敏的微量核酸测序技术，第一次在消化道癌症病人的血浆中系统全面地分析和对比了cfDNA+cfRNA的4种组学和10余种变异类型，发现多组学相对于单组学的检测效果有了较好的提升，为消化道癌患者的检测和预后提供了新的生物标志物；同时，也发现cfRNA比 cfDNA对血液中的癌基因变异和免疫微环境的检测要灵敏很多。

在该研究中，研究人员利用2-3毫升血浆中的cfDNA和cfRNA，对80位结肠癌和胃癌患者以及81个健康对照的血浆样本进行了4种不同组学水平的检测，包括基因组（cfDNA）、表观基因组（cfDNA 甲基化）、小 RNA（small cfRNA）和全 RNA（total cfRNA）转录组（图1 左）。研究人员基于以上多组学数据进行生物信息学分析，对衍生出的10余种不同类型的变异事件分别进行了整合、比较。

研究团队首先发现了cfRNA对癌基因变异的检测敏感性（癌症病人检出率）是 cfDNA的3倍（图1 右中）。以TP53为例，基因水平的多组学整合将会有效提高癌症患者检出率（图2左）。将该概念扩展到COSMIC定义的癌基因中，依旧可以发现多组学的整合使得更多的癌症患者被检出（图2右）。同时，研究人员也发现，血浆中的肿瘤相关基因中，cfRNA水平的变异程度相较于cfDNA更高，对于癌症检出率的贡献度更高。

此外，在不同变异事件的比较中发现，cfRNA相关的变异事件相较于cfDNA而言，对于癌症患者的病理变化更加敏感，可以用来揭示癌症患者的异常免疫变化和肿瘤微环境特征（图3左）。多组学通路富集结果显示，胃肠道癌症患者血浆中特定的免疫通路处于受抑制状态（cfRNA丰度水平显著下调），且免疫通路下调的现象也在出现在其他消化道癌症患者的血液中（图3右）。

利用血浆进行液体活检的优势在于既能够监测到肿瘤来源的信号，又能够反映出机体的免疫系统变化。研究人员针对22例具有血浆、外周血单个核细胞、癌和癌旁组织的患者队列进行了转录组检测，发现血浆中不仅免疫细胞RNA水平和变化与癌组织类似，而且肿瘤相关的通路也与组织呈高度相关。研究人员进一步发现，利用基于cfRNA的多种免疫细胞分数和肿瘤微环境分数，可以有效地预测肿瘤分期、肿瘤大小等，为肿瘤的动态监测，提供了潜在的标志物（图4）。

综上所述，该研究首次基于血浆基因组、表观基因组和小RNA和全RNA转录组，展现了消化道癌症的细胞外cfDNA+cfRNA核酸景观，并证实了多组学整合可以有效提高液体活检中的癌症检出率，证明了cfRNA相对于cfDNA的更高灵敏性，并为癌症状态的动态监测提供了以cfRNA为基础的潜在生物标志物。