肝脏是人体内最大、最重要的消化及代谢器官，而肝病则是世界范围内的一种重要且难治的疾病。全世界约有3亿多人感染乙型肝炎病*，1.7亿多人感染丙型肝炎病*，以及众多因酒精、化学物质、遗传及代谢性疾病等原因导致的其他类型肝脏疾病的人群。持续性的肝脏损伤，可导致肝纤维化、肝硬化甚至肝癌的产生。
我们都知道肝癌是各种慢性肝脏疾病发展的最终及最坏的结果，是目前死亡率排名第2位的癌症类型，严重影响人们的身体健康与生活质量。越来越多的研究证实细胞表观遗传水平的改变是肝癌发生与发展的关键事件，DNA甲基化、组蛋白修饰及miRNA表达异常均属于表观遗传学改变，而肝癌发生的核心环节主要与DNA异常甲基化相关。
基本概念之循环肿瘤DNA（ctDNA）
血液是流动在人体血管和心脏中的一种红色不透明的粘稠液体，主要成分为血浆、血细胞、遗传物质（染色体和基因)。循环肿瘤DNA（ctDNA）是一种存在于血浆或血清、脑脊液等体液中的细胞外DNA，主要来自于坏死或凋亡的肿瘤细胞、肿瘤细胞分泌的外排体及循环肿瘤细胞，大小通常为-bp。ctDNA是游离DNA（cell-freeDNA，cfDNA）中的一类，所占比例较低（甚至介于0.1%-1%之间）。
基本概念之DNA甲基化
DNA甲基化是指在DNMTs的催化下，CpG岛5-胞嘧啶选择性共价结合甲基基团形成5-甲基胞嘧啶，可在细胞分裂过程中传递给子代细胞的表观遗传现象。正常细胞中CpG是非甲基化的，当其被甲基化后，甲基结合蛋白与之结合使得染色质密集及基因表达沉默。发生在启动子区域及其周围的DNA甲基化将直接阻碍转录因子与启动子结合，使基因不能转录或转录水平降低。DNA甲基化在维持细胞正常功能、胚胎发育及遗传过程中均发挥至关重要的作用，异常的DNA甲基化水平也是导致许多疾病发生、发展的分子基础。
ctDNA甲基化与肝癌筛查
肝癌是全世界范围内癌症致死率最高的癌种之一，肝癌的早期诊断可以极大的降低死亡率，但是目前临床上使用的血清甲胎蛋白（AFP）含量检测手段的灵敏度较低。中山大学肿瘤防治中心基于大规模的临床数据分析和深度机器学习，建立了用于肝癌早期筛查、风险评估和预后监测的甲基化模型，相关研究在线发表在《NatureMaterials》上。
1研究思路
1)甲基化标记初筛
利用公共数据库数据及靶向测序数据，初步筛选出用于肝癌诊断及预后分析的个甲基化标记。
2)建立诊断模型及模型验证
通过机器深度学习，选择最终的甲基化标记，建立并验证用于肝癌诊断与预后预测的模型cd-score。
2研究结果
1)建立了可用于肝癌早期诊断和预后预测的预测模型cd-score；
2)在后续的验证实验中，cd-score模型的特异性可达90.5%，灵敏度达到83.2%（例HCC和例正常人样品）；
3)cd-score可以有效用于鉴别诊断肝癌与其他肝脏疾病（如乙型肝炎、丙型肝炎和脂肪肝等）；
4)根据肿瘤分期、治疗与否、手术微小残留和肝癌复发等肿瘤负荷情况，在预测肿瘤疗效和监测肿瘤复发方面，cd-score模型的表现优于传统的血清甲胎蛋白（AFP）含量检测方法，具有较高的灵敏性和特异性(AUC0.versus0.)。
参考文献
XuRH,etal.CirculatingtumourDNAmethylationmarkersfordiagnosisandprognosisofhepatocellularcarcinoma.NatMater.;16(11):-.PMID
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