本研究由Junlong Wu、Yuda Lin、Kaiwei Yang等多位学者合作完成，主要研究机构包括复旦大学上海肿瘤中心泌尿外科、天津医科大学第二医院泌尿外科、北京大学第一医院泌尿外科以及北京Acornmed生物技术有限公司。通讯作者为Feng Lou、Shanbo Cao、Wei Yu、Hailong Hu和Dingwei Ye。该研究成果于2024年发表于《Molecular Cancer》期刊，文章标题为“Clinical effectiveness of a multitarget urine DNA test for urothelial carcinoma detection: a double-blinded, multicenter, prospective trial”。

从学术背景来看，尿路上皮癌（urothelial carcinoma, UC）是全球最常见的泌尿系统恶性肿瘤之一，主要包括膀胱癌（bladder cancer, BCA）和上尿路尿路上皮癌（upper tract urothelial carcinoma, UTUC）。UC的早期发现与良好预后密切相关，局部肿瘤患者的5年生存率可超过90%。血尿是UC最常见的症状，但只有不到20%的血尿患者最终被确诊为恶性肿瘤。目前诊断的金标准是膀胱镜检查结合活检，但该方法费用高、有创且患者依从性低。尿液细胞学作为辅助手段，对低级别肿瘤和UTUC的敏感性不理想。其他已获批的尿液检测方法如NMP22和UroVysion FISH由于准确度欠佳且缺乏明确的临床获益，在常规实践中的应用也受到限制。因此，临床上迫切需要一种无创、便捷且更有效的UC检测工具。在此背景下，本研究开发了一种多靶点尿液肿瘤DNA（multitarget urine tumor DNA, mt-utDNA）检测方法——ui-seek，并通过一项双盲、多中心、前瞻性临床试验评估其临床可行性。该检测整合了FGFR3和TERT基因突变以及ONECUT2和VIM基因异常甲基化的检测，生成UC-score用于判断UC风险。

研究流程分为两个独立阶段。第一阶段为算法开发阶段，采用回顾性病例对照队列（n=382）构建预测模型并确定临床截断值。首先确定参考基因和各单靶点的截断值，然后构建以UC-score为输出的整合预测模型。模型在训练集（n=252）上进行训练，以UC-score≥0为阳性标准平衡敏感性与假阳性率，并在测试集（n=130）中验证。测试集的AUC为0.9342，敏感性为89.23%，特异性为92.31%。第二阶段为临床验证阶段，采用双盲、多中心、前瞻性试验设计（n=947），最终纳入947名参与者，包括417例病理确诊的UC患者、391例良性泌尿系统疾病患者及139例非UC恶性肿瘤患者。所有参与者均接受了mt-utDNA检测，检测结果与病理诊断进行对比。此外，研究还进行了与尿液细胞学、NMP22和UroVysion FISH的头对头比较，通过Sanger测序验证各靶点准确性，并在部分UC患者中开展术后随访以观察UC-score变化。

在主要结果方面，验证队列中UC患者的UC-score显著高于良性疾病组和非UC癌症组（p<0.001）。mt-utDNA检测的AUC为0.9583，敏感性为91.37%（381/417），总体特异性为95.09%（504/530），对良性泌尿系统疾病的特异性为94.88%。检测结果与病理诊断之间的一致性Kappa值为0.8668，表现出极好的一致性。在按肿瘤分期和分级分析中，敏感性随肿瘤分期和分级增加而升高，Ta期、T1期和T2及以上肿瘤的敏感性分别为78.22%、94.47%和100%。尤为突出的是，在Ta期肿瘤中，低级别肿瘤敏感性为75.81%，高级别肿瘤敏感性为93.94%，明显优于既往研究中单标记物检测方法。该检测对膀胱癌和上尿路尿路上皮癌的敏感性均超过90%，同时对良性泌尿系统病变和非UC恶性肿瘤的敏感性较低，显示了对常见混杂因素的强抵抗能力。在与其他尿液检测方法的比较中，mt-utDNA检测的敏感性显著优于尿液细胞学（p<0.001）、NMP22（p<0.001）和UroVysion FISH（p=0.039），特异性与这些方法相当。在Ta期和低级别肿瘤中，mt-utDNA检测的敏感性较细胞学提高了约2倍。Sanger测序验证显示各靶点的准确度为98.45%至100%。术后随访中，97.7%（43/44）的患者UC-score下降，82.1%（32/39）出现阳性转阴，表明UC-score与肿瘤负荷相关并可能反映肿瘤残留状态。根据阳性预测值93.61%和阴性预测值93.33%，研究还估算了在血尿人群中的表现，微观血尿和肉眼血尿人群的阴性预测值分别达到99.69%和98.17%。结合美国泌尿学会风险分层，检测阳性者的UC风险分别可提升至6.96%、15.83%和55.60%。

本研究结论指出，新开发的mt-utDNA检测在目前规模最大的UC检测多中心前瞻性临床试验中展现了卓越的性能，尤其是对早期和低级别肿瘤的高敏感性，突出了其作为UC筛查和诊断辅助工具的潜力。该研究的科学价值在于证明了多靶点联合检测策略可显著提高UC早期检出能力，克服了单一突变或甲基化标记物敏感性不足的缺陷。在应用价值方面，ui-seek有望减少对膀胱镜等侵入性检查的依赖，加速疑似UC患者的转诊与临床决策，特别适用于血尿患者的分层管理。研究的亮点包括：建立了一个整合基因突变和异常甲基化的多靶点尿液DNA检测模型；在双盲、多中心、前瞻性试验中验证了其高敏感性和特异性；对低级别Ta期肿瘤的敏感性达到75.81%，显著优于现有尿液检测方法；同时覆盖膀胱癌和上尿路尿路上皮癌；通过Sanger测序和术后随访进一步验证了检测结果的准确性和与肿瘤负荷的相关性。此外，研究也存在一些局限性，如方法学比较中样本量有限、无症状人群筛查可行性仍需大规模前瞻性研究验证、长期随访数据缺乏、随机排尿对检测的潜在影响尚待探讨，以及研究人群为中国人群，向其他人群推广的可行性有待评估。这些内容为进一步优化和临床应用提供了明确方向。