研究人员已经开发出一种可以用来诊断所有癌症的测试方法。它基于一种独特的DNA签名,这种签名在癌症类型中似乎很常见。

这项测试还没有在人体上进行,在我们确定它是否可以用于临床之前,还需要进行临床试验。

每种癌症,无论是乳腺癌还是肠癌,都有不同的基因和其他特征。检测一种癌症的测试可能对另一种不起作用。

长期以来,研究人员一直在寻找癌症之间的共性,以便开发出一种适用于所有类型的诊断工具。

我们发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的研究发现,癌症DNA在水中会形成一种独特的结构。乳腺癌、前列腺癌、肠癌以及淋巴瘤样本的DNA结构是相同的。

我们利用这一发现开发了一种能在十分钟内识别癌症DNA的测试。

我们的测试是如何工作的

目前的癌症检测需要组织活检——一种从患者肿瘤中收集组织的外科手术。研究人员一直在寻找一种更少侵入性的诊断测试,可以在早期发现癌症。

一种仍在开发中的可能性是液体活检,检测血液中循环的癌症DNA。

我们的测试也使用循环癌症DNA,但涉及不同的检测方法。

人体中几乎每一个细胞都有相同的DNA,但研究发现,癌症的进展会导致这种DNA进行相当程度的重新编程。

这种变化在修饰DNA的甲基分子的分布模式中尤为明显。

正常细胞DNA独特的甲基模式对调节其机制和维持其功能至关重要。它还负责启动和关闭基因。改变这种模式是癌细胞调节自身增殖的一种方式。

这种甲基模式以前已经研究过了。然而,它在溶液(如水)中的作用从未被探索过。

利用透射电镜(一种高分辨率显微镜),我们看到癌变的DNA片段在水中折叠成三维结构。这些与我们在水中看到的正常组织DNA不同。

在实验室里,金颗粒通常被用来检测生物分子(如DNA)。这是因为黄金能够以一种引起可见颜色变化的方式影响分子行为。

我们发现癌性DNA与金有很强的亲和力,这意味着它与金颗粒有很强的结合。

这一发现指导我们开发一种检测血液和组织中癌症DNA的方法。这需要少量纯化的DNA与金颗粒溶液混合。

仅仅通过观察颜色的变化,就有可能在五分钟内用肉眼识别出癌变的DNA。

这项测试也适用于电化学检测——当DNA附着在扁平的金电极上时。

由于癌症DNA与金的亲和力更高,因此与正常DNA相比,它提供了更高的相对电化学电流信号。这种电化学方法具有很高的灵敏度,最终也可以用作诊断工具。

为什么这很重要

要使这个测试正常工作,DNA必须是纯的。到目前为止,我们已经检测了200多个组织和血液样本,准确率达到90%。准确性对于确保假阳性更少是很重要的——在没有癌症的情况下错误地检测癌症。

我们测试的癌症类型包括乳腺癌、前列腺癌、肠癌和淋巴瘤。我们还没有测试过其他癌症,但是因为甲基化模式在所有癌症中都是相似的,所以DNA很可能会以同样的方式做出反应。

这是一个很有希望的开始,虽然还需要进一步的分析和更多的样本来证明它的临床应用。

下一步是进行一项大型临床研究,以了解基于这种新的DNA特征,癌症多早可以被检测出来。我们正在评估从癌症早期到晚期的不同体液中检测出不同癌症类型的可能性。

我们也在考虑,该测试是否可以根据治疗期间体液中DNA签名的丰富程度,帮助监测治疗反应。

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