原標題:盧煜明團隊最新成果榮登PNAS!液體活檢更加高效、靈敏!癌症早篩步入新格局!

我們知道,腫瘤細胞會釋放DNA片段(ctDNA)進入血液循環。ctDNA攜帶有腫瘤細胞的基因變異信息,不僅在腫瘤發展早期即可檢測到,而且只需簡單抽血即可獲得。因此,基於遊離DNA檢測的腫瘤“液體活檢”技術,近些年已經成爲腫瘤研究領域的重大熱點。

液體活檢示意圖

而香港中文大學醫學院副院長,被譽爲無創DNA產前檢測奠基人的盧煜明教授無疑是這個領域的最頂尖專家!

1997年,盧煜明教授於全世界首次發現遊離胎兒DNA存在於母體血漿中,並於2002年設法做到識別孕婦與胎兒DNA的差異,解決了如何從孕婦血液中識別胎兒DNA的關鍵性難題,並且開創了一個全新的科學研究領域。

2003年,盧煜明教授首次證明胎盤是母體血漿中胎兒RNA的主要來源,這一研究爲非創傷性產前診斷帶來了數百個新標記,該研究成果發表於PNAS。

2007年,盧煜明教授首次利用母體血漿中胎兒RNA用作唐氏綜合症的檢測,準確性超過90%,報告發表於 Nature Medicine;同年,盧煜明教授首次提出利用單分子技術檢測唐氏綜合症,該研究成果發表於PNAS。

2010年,盧煜明教授帶領團隊利用孕婦血漿中的信息成功描繪出胎兒整個的基因圖譜,爲產前診斷遺傳病甚至癌症帶來了革命性的突破。

香港中文大學盧煜明教授

2017年,盧煜明教授領導的團隊在《新英格蘭醫學雜誌》發表一項重量級研究結果:血液內的病毒DNA,有助於提早發現在中國南部地區非常普遍的鼻咽癌。這種無創篩查癌症的手段,驗證了“一滴血查癌症”的可行性!

而在最新一期PNAS期刊上,盧煜明教授團隊又帶來一項液體活檢領域重大突破!根據隊列研究中肝癌、肝移植以及肝炎患者血漿樣本的分析結果,盧煜明教授等證實:遊離DNA(cfDNA)末端分析技術,能大大提高以體細胞突變檢測爲基礎的液體活檢的靈敏度,且有望成爲一種經濟有效的新型癌症檢測手段!

腫瘤細胞具有異質性,基因變異存在較大差異,不僅如此,在癌症的早期發展中,ctDNA含量較低,特定突變更加微乎其微,這些都爲液體活檢帶來了困難。盧煜明教授在這項研究中,研發了檢測血漿中癌症相關突變總量的方法。

此外,近年來相關研究證明,腫瘤DNA的片段化過程並非是一個隨機過程,基因組特定“位置”似乎更容易斷裂。基於這個思路,研究團隊試圖尋找獨立於突變檢測之外的早期癌症檢測模式。

肝移植患者血漿分析遊離DNA示意圖

肝癌患者DNA片段末端特徵

通過對肝移植患者的血漿樣本進行分析,研究人員發現正如他們所猜想的那樣,肝臟產生的遊離DNA片段具有特異性的末端“座標”。對肝細胞癌與慢性乙肝患者的測序數據進行分析和比較,研究人員進一步確定,肝癌患者和乙肝患者,血漿遊離DNA分別存在980萬種和1380萬種特異性的末端位點。

不僅如此,特異性末端遊離DNA的丰度,同樣與血漿中腫瘤DNA的組分密切相關,即使對於基因組僅進行淺層測序的樣本,也是同樣如此。這表明,DNA片段末端檢測與突變檢測相比,可能是一種更加高效的液體活檢技術!

腫瘤相關遊離DNA存在“傾向性”末端

事實上,先前研發的諸多基於突變檢測的液體活檢策略都可以結合這項最新的遊離DNA末端分析技術,突變檢測+末端分析,這兩種方式聯合檢測可以極大的提高腫瘤液體活檢的靈敏度!

這項研究證實,血漿DNA片段可能與染色質可及性有關。因此,不同組織,或者不同類型腫瘤細胞產生的遊離DNA片段,具有不同傾向性的末端。而這項研究不僅證明肝癌患者血液遊離DNA具有特異的末端,且這種研究思路甚至可以擴展到其他類型的癌症研究中!

基於這項研究所報告的數據,盧教授等人不僅已經爲這項技術提交了專利申請,並且也已經取得了生物科技巨頭公司Grail的資金支持,相信這項技術很快就能轉化爲實際應用!

參考資料

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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