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液体活检中又添新成员cfDNA

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-01-25  来源:解螺旋
核心提示:日前,《Cell》中的新研究揭示了克服液态活检检测范围局限性的新方法,开发出了依赖于核小体中DNA折叠的新型血液检测技术,可扩大液态活检的诊断范畴。血浆游离DNA(cfDNA)存在于循环血浆、尿液和人类的其它体液。cfDNA包括双链DNA片段,绝大多数
日前,《Cell》中的新研究揭示了克服液态活检检测范围局限性的新方法,开发出了依赖于核小体中DNA折叠的新型血液检测技术,可扩大液态活检的诊断范畴。

血浆游离DNA(cfDNA)存在于循环血浆、尿液和人类的其它体液。cfDNA包括双链DNA片段,绝大多数是短链,而且通常浓度很低。在健康人体中,血浆cfDNA被认为来自于正常的造血细胞。cfDNA的循环半衰期很短,这提示它需要在细胞凋亡时被持续的释放。在特定的生理条件或疾病过程中,有相当一部分cfDNA会与在健康的时候不同,基于这一结果,近年来cfDNA已被用于无创性诊断。在孕妇中,约有10%-15%的cfDNA来自于胎盘滋养层,现在cfDNA多用于在高危孕妇中筛查胎儿的遗传缺陷,这就是是当前火热的无创唐氏筛查的基础!在肿瘤病人中,通过cfDNA的量化突变来检测肿瘤已被越来越多的人认可。而在移植方面,移植排斥反应也与供体移植器官中的cfDNA水平相关。


cfDNA碎片示意图

研究人员们假设,cfDNA是细胞死亡的碎屑,在细胞死亡的过程中,DNA被酶切成很多块(切断核小体之间连接脆弱的DNA片段),先前研究指出,人类基因组核小体容易被切断的位置总共有1300万个。cfDNA的片段对应着染色体,其中还包含了很多蛋白质的损伤。

通过对血浆中的游离DNA进行深度测序,研究人员制成了有机体内核小体的全基因组图谱,同时发现cfDNA碎片蕴藏了转录因子的印迹。cfDNA核小体包含率与细胞中核体结构、基因结构与表达密切相关,并可揭示细胞类型的起源。每个细胞中含有大量的通过反复折叠的DNA。DNA盘旋缠绕着核心组蛋白八聚体形成了核心蛋白。核小体如珠子随着基因组延伸。人体内每个细胞的DNA折叠方式都有差异,这些差异可使cfDNA带上标记。不仅不同癌症有不同的核小体DNA标记,通过这些标记还能鉴别出肿瘤的解剖源。这还与5%的起源未知的转移性癌症尤其相关,这种测试可有助于诊断未知癌症的类型并给与治疗指导。利用癌症患者的血液样本,不同的癌症类型可以在游离DNA上产生不同的核小体标记,对于某些癌症患者而言,研究者就可以鉴别出肿瘤的解剖学来源。

那这cfDNA与之前说的ctDNA又有什么区别和联系呢?


ctDNA是来源于肿瘤细胞的cfDNA,属于cfDNA的一种类型。两者为包含关系,ctDNA仅为cfDNA很小的一部分。ctDNA来自肿瘤细胞的体细胞突变,不同于遗传突变的是其存在于体内每个细胞。往往在提到循环肿瘤DNA的时候,大家往往简单的将它认为是肿瘤患者外周血中游离的DNA。其实不然,虽然ctDNA所占cfDNA的比例波动范围非常大,约0.01%~90%,但实际上,大多数ctDNA在cfDNA中的占比约为0.2%。

大多数的液体活检技术都会寻找机体中不同细胞间的特殊DNA错配,比如存在于肿瘤细胞但不存在于健康细胞的突变等,研究者认为这种新型检测技术的优势就在于其甚至可以对遗传特性相当的两个细胞进行有效区分;目前这种新技术可以对液体活检不能诊断的一系列疾病进行检测,而研究者希望新型检测技术可帮助进行诸如心脏疾病、中风及自身免疫等疾病的诊断。

 
 
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