Fragment length profiles of cancer mutations enhance detection of circulating tumor DNA in patients with early-stage hepatocellular carcinoma
Creators
- V.D. Nguyen1
- Trong Hieu Nguyen
- Thanh Hai Phan2
- Thanh-Huong Tran1
- Thu Thuy Thi Pham2
- Tan Dat Ho2
- Hue Hanh Thi Nguyen
- Minh-Long Duong1
- Cao Minh Nguyen
- Que-Tran Bui Nguyen
- Hoai-Phuong Thi Bach1
- Van-Vu Kim3
- The-Anh Pham1
- Bao Toan Nguyen2
- Thanh Nhan Vo Nguyen2
-
Le Anh Khoa Huynh
- Vu Uyen Tran
-
Thuy Thi Thu Tran
- Thanh Dang Nguyen2
- Dung Thai Bieu Phu2
- Boi Hoan Huu Phan2
- Quynh‐Tho Thi Nguyen
- Dinh‐Kiet Truong
- Thanh‐Thuy Thi
-
Hoai‐Nghia Nguyen4
- Minh-Duy Phan
-
Hoa Giang
-
Le Son Tran
- 1. National Hospital of Pediatrics
- 2. University Medical Center HCMC
- 3. Hanoi Medical University
- 4. Ho Chi Minh City Medicine and Pharmacy University
Description
Abstract Background Late detection of hepatocellular carcinoma (HCC) results in an overall 5-year survival rate of less than 16%. Liquid biopsy (LB) assays based on detecting circulating tumor DNA (ctDNA) might provide an opportunity to detect HCC early noninvasively. Increasing evidence indicates that ctDNA detection using mutation-based assays is significantly challenged by the abundance of white blood cell-derived mutations, non-tumor tissue-derived somatic mutations in plasma, and the mutational tumor heterogeneity. Methods Here, we employed concurrent analysis of cancer-related mutations, and their fragment length profiles to differentiate mutations from different sources. To distinguish persons with HCC (PwHCC) from healthy participants, we built a classification model using three fragmentomic features of ctDNA through deep sequencing of thirteen genes associated with HCC. Results Our model achieved an area under the curve (AUC) of 0.88, a sensitivity of 89%, and a specificity of 82% in the discovery cohort consisting of 55 PwHCC and 55 healthy participants. In an independent validation cohort of 54 PwHCC and 53 healthy participants, the established model achieved comparable classification performance with an AUC of 0.86 and yielded a sensitivity and specificity of 81%. Conclusions Our study provides a rationale for subsequent clinical evaluation of our assay performance in a large-scale prospective study.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
خلفية مجردة يؤدي الكشف المتأخر عن سرطان الخلايا الكبدية (HCC) إلى معدل بقاء إجمالي لمدة 5 سنوات أقل من 16 ٪. قد توفر فحوصات الخزعة السائلة (LB) القائمة على الكشف عن الحمض النووي للورم الدائر (ctDNA) فرصة للكشف عن سرطان الكبد في وقت مبكر بشكل غير جراحي. تشير الأدلة المتزايدة إلى أن اكتشاف ctDNA باستخدام المقايسات القائمة على الطفرة يواجه تحديًا كبيرًا بسبب وفرة الطفرات المشتقة من خلايا الدم البيضاء، والطفرات الجسدية غير المشتقة من الأنسجة الورمية في البلازما، وعدم تجانس الورم الطفري. الطرق هنا، استخدمنا التحليل المتزامن للطفرات المرتبطة بالسرطان، وملامح طول شظاياها للتمييز بين الطفرات من مصادر مختلفة. لتمييز الأشخاص الذين يعانون من HCC (PwHCC) عن المشاركين الأصحاء، قمنا ببناء نموذج تصنيف باستخدام ثلاث سمات مجزأة من ctDNA من خلال التسلسل العميق لثلاثة عشر جينًا مرتبطًا بـ HCC. النتائج حقق نموذجنا مساحة تحت المنحنى (AUC) تبلغ 0.88، وحساسية 89 ٪، وخصوصية 82 ٪ في مجموعة الاكتشاف التي تتكون من 55 مشاركًا من PwHCC و 55 مشاركًا أصحاء. في مجموعة التحقق المستقلة المكونة من 54 مشاركًا من PwHCC و 53 مشاركًا أصحاء، حقق النموذج المعمول به أداء تصنيفًا قابلاً للمقارنة مع مساحة تحت المنحنى تبلغ 0.86 وأعطى حساسية وخصوصية بنسبة 81 ٪. الاستنتاجات توفر دراستنا أساسًا منطقيًا للتقييم السريري اللاحق لأداء الفحص لدينا في دراسة مستقبلية واسعة النطاق.Translated Description (French)
Résumé Contexte La détection tardive du carcinome hépatocellulaire (CHC) entraîne un taux de survie global à 5 ans inférieur à 16 %. Les tests de biopsie liquide (LB) basés sur la détection de l'ADN tumoral circulant (ADNtc) pourraient permettre de détecter le CHC de manière précoce et non invasive. De plus en plus de preuves indiquent que la détection de l'ADNtc à l'aide de tests basés sur les mutations est significativement remise en question par l'abondance de mutations dérivées des globules blancs, de mutations somatiques non dérivées des tissus tumoraux dans le plasma et l'hétérogénéité tumorale mutationnelle. Méthodes Ici, nous avons utilisé une analyse simultanée des mutations liées au cancer et de leurs profils de longueur de fragment pour différencier les mutations de différentes sources. Pour distinguer les personnes atteintes de CHC (PwHCC) des participants en bonne santé, nous avons construit un modèle de classification utilisant trois caractéristiques fragmentomiques de l'ADNct par séquençage profond de treize gènes associés au CHC. Résultats Notre modèle a atteint une aire sous la courbe (ASC) de 0,88, une sensibilité de 89 % et une spécificité de 82 % dans la cohorte de découverte composée de 55 participants PwHCC et 55 participants en bonne santé. Dans une cohorte de validation indépendante de 54 PwHCC et 53 participants en bonne santé, le modèle établi a atteint une performance de classification comparable avec une ASC de 0,86 et a donné une sensibilité et une spécificité de 81 %. Conclusions Notre étude fournit une justification pour l'évaluation clinique ultérieure de nos performances de dosage dans une étude prospective à grande échelle.Translated Description (Spanish)
Resumen Antecedentes La detección tardía del carcinoma hepatocelular (CHC) da como resultado una tasa general de supervivencia a 5 años de menos del 16%. Los ensayos de biopsia líquida (LB) basados en la detección de ADN tumoral circulante (ADNct) podrían proporcionar una oportunidad para detectar el CHC temprano de forma no invasiva. La creciente evidencia indica que la detección de ADNct mediante ensayos basados en mutaciones se ve desafiada significativamente por la abundancia de mutaciones derivadas de glóbulos blancos, mutaciones somáticas derivadas de tejidos no tumorales en plasma y la heterogeneidad tumoral mutacional. Métodos Aquí, empleamos el análisis concurrente de mutaciones relacionadas con el cáncer y sus perfiles de longitud de fragmentos para diferenciar mutaciones de diferentes fuentes. Para distinguir a las personas con CHC (PwHCC) de los participantes sanos, construimos un modelo de clasificación utilizando tres características fragmentómicas del ADNct a través de la secuenciación profunda de trece genes asociados con el CHC. Resultados Nuestro modelo logró un área bajo la curva (AUC) de 0.88, una sensibilidad del 89% y una especificidad del 82% en la cohorte de descubrimiento compuesta por 55 PwHCC y 55 participantes sanos. En una cohorte de validación independiente de 54 PwHCC y 53 participantes sanos, el modelo establecido logró un rendimiento de clasificación comparable con un AUC de 0.86 y produjo una sensibilidad y especificidad del 81%. Conclusiones Nuestro estudio proporciona una justificación para la evaluación clínica posterior del rendimiento de nuestro ensayo en un estudio prospectivo a gran escala.Files
s12885-023-10681-0.pdf
Files
(5.0 MB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:ce0c3d9bba9c6da90fe3cf1d6a99454a
|
5.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تعزز ملامح طول الشظايا لطفرات السرطان الكشف عن الحمض النووي للورم الدائر في المرضى الذين يعانون من سرطان الخلايا الكبدية في مرحلة مبكرة
- Translated title (French)
- Les profils de longueur de fragments de mutations cancéreuses améliorent la détection de l'ADN tumoral circulant chez les patients atteints d'un carcinome hépatocellulaire à un stade précoce
- Translated title (Spanish)
- Los perfiles de longitud de los fragmentos de las mutaciones del cáncer mejoran la detección del ADN tumoral circulante en pacientes con carcinoma hepatocelular en estadio temprano
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4324067076
- DOI
- 10.1186/s12885-023-10681-0
References
- https://openalex.org/W1988366026
- https://openalex.org/W2009637031
- https://openalex.org/W2013290508
- https://openalex.org/W2048177238
- https://openalex.org/W2079345276
- https://openalex.org/W2089470652
- https://openalex.org/W2102619694
- https://openalex.org/W2103441770
- https://openalex.org/W2108234281
- https://openalex.org/W2109130949
- https://openalex.org/W2126816979
- https://openalex.org/W2131271579
- https://openalex.org/W2137506169
- https://openalex.org/W2141708153
- https://openalex.org/W2150777859
- https://openalex.org/W2161817637
- https://openalex.org/W2171237493
- https://openalex.org/W2323851578
- https://openalex.org/W2416111151
- https://openalex.org/W2479773785
- https://openalex.org/W2590954301
- https://openalex.org/W2747939174
- https://openalex.org/W2783674487
- https://openalex.org/W2800097137
- https://openalex.org/W2802670236
- https://openalex.org/W2810592374
- https://openalex.org/W2898215009
- https://openalex.org/W2899540665
- https://openalex.org/W2900295924
- https://openalex.org/W2905360149
- https://openalex.org/W2937319208
- https://openalex.org/W2947989913
- https://openalex.org/W2969229043
- https://openalex.org/W2969802526
- https://openalex.org/W2990870977
- https://openalex.org/W2999910066
- https://openalex.org/W3003142943
- https://openalex.org/W3004647847
- https://openalex.org/W3013146920
- https://openalex.org/W3046017569
- https://openalex.org/W3111512529
- https://openalex.org/W3128646645
- https://openalex.org/W3141884635
- https://openalex.org/W3162104782
- https://openalex.org/W3174748501
- https://openalex.org/W3180646800
- https://openalex.org/W3194069390
- https://openalex.org/W4200493830
- https://openalex.org/W4247053599
- https://openalex.org/W4311666831
- https://openalex.org/W4311896038