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Nature:基于DNA甲基化的早期癌症检测


      加拿大玛格丽特公主癌症中心和多伦多大学的研究人员近日开发出一种新方法,能够通过甲基化DNA实现癌症的早期检测。尽管这些结果还有待更多独立样本的验证,但他们认为这有望催生非侵入性的新型癌症筛查检测。

      加拿大玛格丽特公主癌症中心和多伦多大学的研究人员近日开发出一种新方法,能够通过甲基化DNA实现癌症的早期检测。尽管这些结果还有待更多独立样本的验证,但他们认为这有望催生非侵入性的新型癌症筛查检测。

      研究人员在上周的《Nature》杂志上介绍了一种基于免疫沉淀的实验方案,能够分析少量循环游离DNA的甲基化组,从而检测不同类型癌症所对应的大规模DNA甲基化变化,包括早期胰腺肿瘤。

      玛格丽特公主癌症中心的Daniel De Carvalho领导的研究团队表示,目前的液体活检方法大多利用血液中的游离DNA(cell-free DNA)来测序体细胞突变,但由于频发突变的数量有限,这些方法对早期癌症患者的敏感性可能偏低。

      相比之下,大规模的表观遗传改变(如DNA甲基化)则没有类似的约束,它们是不同类型的组织和癌症所特有的,因此在检测和分类早期癌症患者上可能具有更大的作用。

      为此,研究人员开发出一种基于免疫沉淀的灵敏技术,以分析少量循环游离DNA中的甲基化组。他们将这种技术称为游离甲基化DNA免疫沉淀和高通量测序(cfMeDIP-seq)。

     事实上,这个研究团队并不是第一个研究甲基化或其他表观遗传变化以检测早期癌症的团队。在分子诊断领域,许多商业公司也将甲基化作为其策略的一部分,包括Grail、Freenome、IvyGene和Singlera公司。

     然而,由于血浆cfDNA的低丰度和片段化,这个概念仍然存在挑战。许多基于血液的甲基化研究因而限制在位点特异性的PCR检测。尽管也有人尝试了全基因组的亚硫酸氢盐测序,但成本和效率方面仍具有挑战性。

     据介绍,cfMeDIP–seq方法是根据现有的低起始量MeDIP–seq方法而优化,能够富集信息量大且富含CpG的片段,在提高成本效益的同时避免PCR预扩增。多个实验表明,这种方法能够区分癌症患者的甲基化模式。

      研究人员发现,这种方法能够检测出健康对照中的24名早期胰腺癌患者。之后,利用七种不同类型肿瘤的388个样本,包括急性髓性白血病、胰腺癌、结直肠癌、乳腺癌、肺癌、肾癌和膀胱癌,他们证明这种检测能够确定特异性的甲基化图谱,不仅能挑出癌症病例,还能区分癌症类型。

    “我们的方法还有待在完全独立的数据集中进行进一步的验证,但我们的结果强调了cfDNA甲基化图谱有望带来非侵入性、敏感且准确的早期癌症检测,以及各种癌症的分类,”研究人员总结道。(生物通 薄荷)

      原文检索(Sensitive tumour detection and classification using plasma cell-free DNA methylomes)

        

 


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