克罗恩病作为一种慢性、复发性、进展性的炎症性肠病，其治疗策略在过去二十年经历了从传统免疫抑制剂向生物制剂时代的重大转变。目前临床可用的生物制剂主要包括抗肿瘤坏死因子α(anti-TNF)药物如阿达木单抗(adalimumab)、抗整合素α4β7药物如维得利珠单抗(vedolizumab)以及抗白细胞介素12/23p40药物如乌司奴单抗(ustekinumab)。然而，临床实践中的一个核心挑战始终未能得到有效解决，相当比例的患者在接受生物制剂治疗后出现原发性无应答。
图源：CMT
现有临床数据显示，阿达木单抗、维得利珠单抗和乌司奴单抗的治疗应答率分别约为37%、45%和42%，这意味着超过半数患者可能在接受数月治疗后才发现药物无效，不仅延误病情控制，更加重了医疗经济负担和疾病进展风险。传统的"试错法"治疗选择模式已无法满足精准医学时代的需求，开发能够在治疗前预测个体患者应答概率的生物标志物，成为炎症性肠病领域亟待解决的重要科学问题。
外周血DNA甲基化标志物的
系统性验证
2025年9月发表于The Lancet Gastroenterology Hepatology的EPIC-CD研究为这一领域带来了突破性进展。该研究由阿姆斯特丹大学医学中心联合牛津大学约翰·拉德克利夫医院共同完成，是一项设计严谨的全表观基因组关联研究，旨在开发和验证基于外周血DNA甲基化的生物制剂应答预测模型。
IC-CD研究采用双队列设计，纳入来自阿姆斯特丹的发现队列(n=183)和来自牛津的外部验证队列(n=90)。所有入组患者均为活动性克罗恩病成人患者，具有明确的内镜下疾病活动度(SES-CD≥3)以及临床症状或生化指标异常，并计划启动阿达木单抗、维得利珠单抗或乌司奴单抗治疗。研究排除了合并活动性恶性肿瘤或严重伴随炎症性疾病的患者，以确保标志物检测结果的特异性和可解释性。
研究最终分别鉴定出18个阿达木单抗应答相关CpG位点、25个维得利珠单抗应答相关CpG位点以及68个乌司奴单抗应答相关CpG位点。在发现队列中，三个预测模型的受试者工作特征曲线下面积(AUC)分别达到0.86(95%CI0.58-0.97)、0.87(95%CI0.67-0.98)和0.89(95%CI0.76-1.00)，显示出优异的区分能力。
然而，外部验证结果呈现出显著的药物特异性差异：维得利珠单抗和乌司奴单抗模型在验证队列中保持了稳健的预测性能，AUC分别为0.75(95%CI0.65-0.85)和0.75(95%CI0.65-0.87)，敏感性分别为0.77和0.73，特异性分别为0.67和0.73;相比之下，阿达木单抗模型在验证队列中完全失效，AUC仅为0.25(95%CI0.10-0.35)，呈现与预期相反的预测方向。这一发现提示，不同作用机制的生物制剂可能具有截然不同的表观遗传调控特征，抗TNF药物的应答预测可能需要探索其他组学层面或采用不同的分析策略。
研究进一步将DNA甲基化预测模型与现有的临床决策支持工具(CDST)进行了头对头比较。对于维得利珠单抗，CDST在验证队列中的AUC为0.56(95%CI0.44-0.68)，显著低于甲基化模型的0.75;对于乌司奴单抗，CDST的AUC为0.66(95%CI0.54-0.77)，同样低于甲基化模型的0.75。这一结果明确表明，基于外周血DNA甲基化的预测方法在准确性上优于基于传统临床参数的现有工具。
从临床效用角度分析，基于甲基化模型的预测可将维得利珠单抗的治疗后应答概率从基线水平的45%提升至65%，将乌司奴单抗的应答概率从42%提升至66%，分别实现20和24个百分点的绝对风险改善。这一程度的预测能力提升对于临床决策具有重要参考价值，可能显著减少无效治疗的发生率和相关的医疗资源浪费。
关键影响因素分析：
抗TNF治疗史与标志物稳定性
▌既往抗TNF暴露显著降低预测准确性
IC-CD研究的一个重要亚组分析发现，既往抗TNF治疗史对维得利珠单抗和乌司奴单抗的预测模型性能具有显著负面影响。在抗TNF初治患者中，维得利珠单抗模型的AUC达到0.85(95%CI0.80-0.90)，乌司奴单抗模型更是高达0.97(95%CI0.78-1.00);而在既往接受过抗TNF治疗的患者中，两个模型的AUC分别下降至0.66(95%CI0.55-0.73)和0.63(95%CI0.52-0.70)，差异具有高度统计学显著性(P<0.0001)。
这一发现具有重要的临床指导意义，DNA甲基化预测模型在生物制剂初治患者中的价值最大，对于已经历抗TNF治疗失败的患者，预测准确性虽有所下降但仍优于CDST工具(维得利珠单抗和乌司奴单抗在抗TNF经治患者中的后验应答概率分别为59%和55%，较基线仍有8和10个百分点的提升)。随着维得利珠单抗和乌司奴单抗生物类似物的上市，这些药物作为一线治疗选择的经济障碍正在消除，美国胃肠病学会当前指南也已推荐将二者作为中重度克罗恩病的一线生物制剂替代方案，这为甲基化预测模型的临床应用创造了有利条件。
▌标志物的纵向稳定性验证
为确保预测标志物的临床实用性，研究对甲基化位点的时序稳定性进行了深入分析。通过比较治疗前(时间点1)和治疗后应答评估时(时间点2，中位28周)的配对样本，研究发现绝大多数预测CpG位点在治疗过程中保持高度稳定：维得利珠单抗的25个标志位点中24个、乌司奴单抗的68个标志位点中62个的组内相关系数(ICC)≥0.75，达到良好至优秀的稳定性标准。仅有一个维得利珠单抗相关位点(cg09659072)在治疗后出现4.1%的甲基化水平升高，且该变化与治疗应答状态无关。
更为关键的是，研究还将当前发现与既往发表的长期纵向数据进行了对比。在间隔中位7年(范围2-9年)的两次采样中，维得利珠单抗模型的大多数标志位点(16/25)和乌司奴单抗模型的绝大多数标志位点(52/68)仍保持ICC≥0.75的稳定性。这一证据强烈支持，所鉴定的DNA甲基化标志物反映的是个体相对稳定的表观遗传特征，而非随炎症活动度波动的动态指标，这为其作为治疗前预测工具提供了坚实的生物学基础。
甲基化标志物如何影响基因活性
IC-CD研究在构建预测模型后进一步探索了标志位点的功能意义。通过整合转录组数据，研究发现部分预测CpG位点与其邻近基因的表达水平存在显著关联。对于维得利珠单抗，TULP4和RFPL2两个基因在治疗前即表现出应答者与非应答者间的表达差异，其中RFPL2的甲基化水平与基因表达呈显著负相关(P=0.0014)，符合甲基化抑制基因转录的经典模式。在应答评估时点，MCM2和RFPL2的差异表达依然持续。
对于乌司奴单抗，MRC1和TMEM191B在治疗前即呈现显著差异表达，但TMEM191B表现出甲基化与表达的正相关(P=0.0031)，提示其调控机制更为复杂。在应答评估时点，POTEF、HDAC4、PARP4和MARK3等基因也表现出差异表达。
值得注意的是，大多数应答相关的甲基化差异并不伴随显著的基因表达变化。这一现象提示，DNA甲基化可能通过微调基因表达阈值、影响染色质结构或调控增强子与启动子的相互作用等精细机制参与治疗应答的个体化差异，而非简单地作为基因表达的开关。这种表观遗传调控的复杂性恰恰解释了为何基于甲基化的预测模型能够捕捉到传统临床参数无法识别的治疗敏感性信息。
总结
IC-CD研究系统验证了外周血DNA甲基化标志物在预测克罗恩病生物制剂治疗应答中的临床价值，特别是为维得利珠单抗和乌司奴单抗的个体化选择提供了优于现有临床工具的依据。这一突破代表了炎症性肠病精准医学从概念走向实践的重要一步，也为其他免疫介导疾病的生物标志物开发提供了方法学借鉴。随着前瞻性随机试验的推进和生物类似物普及带来的治疗格局变化，基于DNA甲基化的治疗前预测有望成为克罗恩病标准诊疗流程的重要组成部分，帮助更多患者在治疗起点即获得最优治疗方案，减少无效治疗的试错成本，最终实现改善疾病长期预后、降低医疗经济负担的双重目标。
参考文献
[1]JOUSTRA VW, LI YIM AYF, HENNEMAN P,et al. Development and validation of peripheral blood DNA methylation signatures to predict response to biological therapy in adults with Crohn's disease (EPIC-CD): an epigenome-wide association study[J]. Lancet Gastroenterol Hepatol,2025;10(9):818-830.DOI:10.1016/S2468-1253(25)00102-5.
[2]NOOR NM, LEE JC, BOND S,et al. A biomarker-stratified comparison of top-down versus accelerated step-up treatment strategies for patients with newly diagnosed Crohn's disease (PROFILE): a multicentre, open-label randomised controlled trial[J]. Lancet Gastroenterol Hepatol,2024;9(5):415-427.DOI:10.1016/S2468-1253(24)00034-7.
ldquo;医学论坛网”发布医学领域研究成果和解读，供专业人员科研参考，不作为诊疗标准，使用需根据具体情况评估。
克罗恩病作为一种慢性、复发性、进展性的炎症性肠病，其治疗策略在过去二十年经历了从传统免疫抑制剂向生物制剂时代的重大转变。目前临床可用的生物制剂主要包括抗肿瘤坏死因子α(anti-TNF)药物如阿达木单抗(adalimumab)、抗整合素α4β7药物如维得利珠单抗(vedolizumab)以及抗白细胞介素12/23p40药物如乌司奴单抗(ustekinumab)。然而，临床实践中的一个核心挑战始终未能得到有效解决，相当比例的患者在接受生物制剂治疗后出现原发性无应答。
图源：CMT
现有临床数据显示，阿达木单抗、维得利珠单抗和乌司奴单抗的治疗应答率分别约为37%、45%和42%，这意味着超过半数患者可能在接受数月治疗后才发现药物无效，不仅延误病情控制，更加重了医疗经济负担和疾病进展风险。传统的"试错法"治疗选择模式已无法满足精准医学时代的需求，开发能够在治疗前预测个体患者应答概率的生物标志物，成为炎症性肠病领域亟待解决的重要科学问题。
外周血DNA甲基化标志物的
系统性验证
2025年9月发表于The Lancet Gastroenterology Hepatology的EPIC-CD研究为这一领域带来了突破性进展。该研究由阿姆斯特丹大学医学中心联合牛津大学约翰·拉德克利夫医院共同完成，是一项设计严谨的全表观基因组关联研究，旨在开发和验证基于外周血DNA甲基化的生物制剂应答预测模型。
IC-CD研究采用双队列设计，纳入来自阿姆斯特丹的发现队列(n=183)和来自牛津的外部验证队列(n=90)。所有入组患者均为活动性克罗恩病成人患者，具有明确的内镜下疾病活动度(SES-CD≥3)以及临床症状或生化指标异常，并计划启动阿达木单抗、维得利珠单抗或乌司奴单抗治疗。研究排除了合并活动性恶性肿瘤或严重伴随炎症性疾病的患者，以确保标志物检测结果的特异性和可解释性。
研究最终分别鉴定出18个阿达木单抗应答相关CpG位点、25个维得利珠单抗应答相关CpG位点以及68个乌司奴单抗应答相关CpG位点。在发现队列中，三个预测模型的受试者工作特征曲线下面积(AUC)分别达到0.86(95%CI0.58-0.97)、0.87(95%CI0.67-0.98)和0.89(95%CI0.76-1.00)，显示出优异的区分能力。
然而，外部验证结果呈现出显著的药物特异性差异：维得利珠单抗和乌司奴单抗模型在验证队列中保持了稳健的预测性能，AUC分别为0.75(95%CI0.65-0.85)和0.75(95%CI0.65-0.87)，敏感性分别为0.77和0.73，特异性分别为0.67和0.73;相比之下，阿达木单抗模型在验证队列中完全失效，AUC仅为0.25(95%CI0.10-0.35)，呈现与预期相反的预测方向。这一发现提示，不同作用机制的生物制剂可能具有截然不同的表观遗传调控特征，抗TNF药物的应答预测可能需要探索其他组学层面或采用不同的分析策略。
研究进一步将DNA甲基化预测模型与现有的临床决策支持工具(CDST)进行了头对头比较。对于维得利珠单抗，CDST在验证队列中的AUC为0.56(95%CI0.44-0.68)，显著低于甲基化模型的0.75;对于乌司奴单抗，CDST的AUC为0.66(95%CI0.54-0.77)，同样低于甲基化模型的0.75。这一结果明确表明，基于外周血DNA甲基化的预测方法在准确性上优于基于传统临床参数的现有工具。
从临床效用角度分析，基于甲基化模型的预测可将维得利珠单抗的治疗后应答概率从基线水平的45%提升至65%，将乌司奴单抗的应答概率从42%提升至66%，分别实现20和24个百分点的绝对风险改善。这一程度的预测能力提升对于临床决策具有重要参考价值，可能显著减少无效治疗的发生率和相关的医疗资源浪费。
关键影响因素分析：
抗TNF治疗史与标志物稳定性
▌既往抗TNF暴露显著降低预测准确性
IC-CD研究的一个重要亚组分析发现，既往抗TNF治疗史对维得利珠单抗和乌司奴单抗的预测模型性能具有显著负面影响。在抗TNF初治患者中，维得利珠单抗模型的AUC达到0.85(95%CI0.80-0.90)，乌司奴单抗模型更是高达0.97(95%CI0.78-1.00);而在既往接受过抗TNF治疗的患者中，两个模型的AUC分别下降至0.66(95%CI0.55-0.73)和0.63(95%CI0.52-0.70)，差异具有高度统计学显著性(P<0.0001)。
这一发现具有重要的临床指导意义，DNA甲基化预测模型在生物制剂初治患者中的价值最大，对于已经历抗TNF治疗失败的患者，预测准确性虽有所下降但仍优于CDST工具(维得利珠单抗和乌司奴单抗在抗TNF经治患者中的后验应答概率分别为59%和55%，较基线仍有8和10个百分点的提升)。随着维得利珠单抗和乌司奴单抗生物类似物的上市，这些药物作为一线治疗选择的经济障碍正在消除，美国胃肠病学会当前指南也已推荐将二者作为中重度克罗恩病的一线生物制剂替代方案，这为甲基化预测模型的临床应用创造了有利条件。
▌标志物的纵向稳定性验证
为确保预测标志物的临床实用性，研究对甲基化位点的时序稳定性进行了深入分析。通过比较治疗前(时间点1)和治疗后应答评估时(时间点2，中位28周)的配对样本，研究发现绝大多数预测CpG位点在治疗过程中保持高度稳定：维得利珠单抗的25个标志位点中24个、乌司奴单抗的68个标志位点中62个的组内相关系数(ICC)≥0.75，达到良好至优秀的稳定性标准。仅有一个维得利珠单抗相关位点(cg09659072)在治疗后出现4.1%的甲基化水平升高，且该变化与治疗应答状态无关。
更为关键的是，研究还将当前发现与既往发表的长期纵向数据进行了对比。在间隔中位7年(范围2-9年)的两次采样中，维得利珠单抗模型的大多数标志位点(16/25)和乌司奴单抗模型的绝大多数标志位点(52/68)仍保持ICC≥0.75的稳定性。这一证据强烈支持，所鉴定的DNA甲基化标志物反映的是个体相对稳定的表观遗传特征，而非随炎症活动度波动的动态指标，这为其作为治疗前预测工具提供了坚实的生物学基础。
甲基化标志物如何影响基因活性
IC-CD研究在构建预测模型后进一步探索了标志位点的功能意义。通过整合转录组数据，研究发现部分预测CpG位点与其邻近基因的表达水平存在显著关联。对于维得利珠单抗，TULP4和RFPL2两个基因在治疗前即表现出应答者与非应答者间的表达差异，其中RFPL2的甲基化水平与基因表达呈显著负相关(P=0.0014)，符合甲基化抑制基因转录的经典模式。在应答评估时点，MCM2和RFPL2的差异表达依然持续。
对于乌司奴单抗，MRC1和TMEM191B在治疗前即呈现显著差异表达，但TMEM191B表现出甲基化与表达的正相关(P=0.0031)，提示其调控机制更为复杂。在应答评估时点，POTEF、HDAC4、PARP4和MARK3等基因也表现出差异表达。
值得注意的是，大多数应答相关的甲基化差异并不伴随显著的基因表达变化。这一现象提示，DNA甲基化可能通过微调基因表达阈值、影响染色质结构或调控增强子与启动子的相互作用等精细机制参与治疗应答的个体化差异，而非简单地作为基因表达的开关。这种表观遗传调控的复杂性恰恰解释了为何基于甲基化的预测模型能够捕捉到传统临床参数无法识别的治疗敏感性信息。
总结
IC-CD研究系统验证了外周血DNA甲基化标志物在预测克罗恩病生物制剂治疗应答中的临床价值，特别是为维得利珠单抗和乌司奴单抗的个体化选择提供了优于现有临床工具的依据。这一突破代表了炎症性肠病精准医学从概念走向实践的重要一步，也为其他免疫介导疾病的生物标志物开发提供了方法学借鉴。随着前瞻性随机试验的推进和生物类似物普及带来的治疗格局变化，基于DNA甲基化的治疗前预测有望成为克罗恩病标准诊疗流程的重要组成部分，帮助更多患者在治疗起点即获得最优治疗方案，减少无效治疗的试错成本，最终实现改善疾病长期预后、降低医疗经济负担的双重目标。
参考文献
[1]JOUSTRA VW, LI YIM AYF, HENNEMAN P,et al. Development and validation of peripheral blood DNA methylation signatures to predict response to biological therapy in adults with Crohn's disease (EPIC-CD): an epigenome-wide association study[J]. Lancet Gastroenterol Hepatol,2025;10(9):818-830.DOI:10.1016/S2468-1253(25)00102-5.
[2]NOOR NM, LEE JC, BOND S,et al. A biomarker-stratified comparison of top-down versus accelerated step-up treatment strategies for patients with newly diagnosed Crohn's disease (PROFILE): a multicentre, open-label randomised controlled trial[J]. Lancet Gastroenterol Hepatol,2024;9(5):415-427.DOI:10.1016/S2468-1253(24)00034-7.
ldquo;医学论坛网”发布医学领域研究成果和解读，供专业人员科研参考，不作为诊疗标准，使用需根据具体情况评估。
