原标题:卢煜明团队最新成果荣登PNAS!液体活检更加高效、灵敏!癌症早筛步入新格局!

我们知道,肿瘤细胞会释放DNA片段(ctDNA)进入血液循环。ctDNA携带有肿瘤细胞的基因变异信息,不仅在肿瘤发展早期即可检测到,而且只需简单抽血即可获得。因此,基于游离DNA检测的肿瘤“液体活检”技术,近些年已经成为肿瘤研究领域的重大热点。

液体活检示意图

而香港中文大学医学院副院长,被誉为无创DNA产前检测奠基人的卢煜明教授无疑是这个领域的最顶尖专家!

1997年,卢煜明教授于全世界首次发现游离胎儿DNA存在于母体血浆中,并于2002年设法做到识别孕妇与胎儿DNA的差异,解决了如何从孕妇血液中识别胎儿DNA的关键性难题,并且开创了一个全新的科学研究领域。

2003年,卢煜明教授首次证明胎盘是母体血浆中胎儿RNA的主要来源,这一研究为非创伤性产前诊断带来了数百个新标记,该研究成果发表于PNAS。

2007年,卢煜明教授首次利用母体血浆中胎儿RNA用作唐氏综合症的检测,准确性超过90%,报告发表于 Nature Medicine;同年,卢煜明教授首次提出利用单分子技术检测唐氏综合症,该研究成果发表于PNAS。

2010年,卢煜明教授带领团队利用孕妇血浆中的信息成功描绘出胎儿整个的基因图谱,为产前诊断遗传病甚至癌症带来了革命性的突破。

香港中文大学卢煜明教授

2017年,卢煜明教授领导的团队在《新英格兰医学杂志》发表一项重量级研究结果:血液内的病毒DNA,有助于提早发现在中国南部地区非常普遍的鼻咽癌。这种无创筛查癌症的手段,验证了“一滴血查癌症”的可行性!

而在最新一期PNAS期刊上,卢煜明教授团队又带来一项液体活检领域重大突破!根据队列研究中肝癌、肝移植以及肝炎患者血浆样本的分析结果,卢煜明教授等证实:游离DNA(cfDNA)末端分析技术,能大大提高以体细胞突变检测为基础的液体活检的灵敏度,且有望成为一种经济有效的新型癌症检测手段!

肿瘤细胞具有异质性,基因变异存在较大差异,不仅如此,在癌症的早期发展中,ctDNA含量较低,特定突变更加微乎其微,这些都为液体活检带来了困难。卢煜明教授在这项研究中,研发了检测血浆中癌症相关突变总量的方法。

此外,近年来相关研究证明,肿瘤DNA的片段化过程并非是一个随机过程,基因组特定“位置”似乎更容易断裂。基于这个思路,研究团队试图寻找独立于突变检测之外的早期癌症检测模式。

肝移植患者血浆分析游离DNA示意图

肝癌患者DNA片段末端特征

通过对肝移植患者的血浆样本进行分析,研究人员发现正如他们所猜想的那样,肝脏产生的游离DNA片段具有特异性的末端“坐标”。对肝细胞癌与慢性乙肝患者的测序数据进行分析和比较,研究人员进一步确定,肝癌患者和乙肝患者,血浆游离DNA分别存在980万种和1380万种特异性的末端位点。

不仅如此,特异性末端游离DNA的丰度,同样与血浆中肿瘤DNA的组分密切相关,即使对于基因组仅进行浅层测序的样本,也是同样如此。这表明,DNA片段末端检测与突变检测相比,可能是一种更加高效的液体活检技术!

肿瘤相关游离DNA存在“倾向性”末端

事实上,先前研发的诸多基于突变检测的液体活检策略都可以结合这项最新的游离DNA末端分析技术,突变检测+末端分析,这两种方式联合检测可以极大的提高肿瘤液体活检的灵敏度!

这项研究证实,血浆DNA片段可能与染色质可及性有关。因此,不同组织,或者不同类型肿瘤细胞产生的游离DNA片段,具有不同倾向性的末端。而这项研究不仅证明肝癌患者血液游离DNA具有特异的末端,且这种研究思路甚至可以扩展到其他类型的癌症研究中!

基于这项研究所报告的数据,卢教授等人不仅已经为这项技术提交了专利申请,并且也已经取得了生物科技巨头公司Grail的资金支持,相信这项技术很快就能转化为实际应用!

参考资料

Preferred end coordinates and somatic variants as signatures of circulating tumor DNA associated with hepatocellular carcinoma

www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1814616115

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