究竟是何方神圣?可用于监测移植排异还可揭示隐藏的癌症!

2021
03/26

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陶然 / 健康界
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癌症早筛技术正在不断丰富。

3月23日,来自中国香港等研究团队发布了一项新的研究结果,他们开发了一种新的检测方法,这种被称为“GETMap”的方法可用于产前筛查,监测器官移植排异反应,或检测隐藏在体内的癌症。

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第一作者解释说:“由于癌症相关的DNA变化存在于广泛的癌症类型中,检测这种变化可以作为隐藏癌症的通用检测手段。然而,对于检测结果呈阳性的患者,仍然需要进行后续检测以找到肿瘤的位置,例如,进行全身正电子发射断层扫描(PET)。”

通过DNA甲基化发现差异

为了解决这个问题,研究小组开发了一种检测方法来寻找基因差异,以及DNA的表观遗传变化(不影响DNA序列的变化),即甲基化。我们细胞中的DNA有一个独特的甲基化“指纹”,比较血液中循环的不同遗传类型DNA分子的甲基化“指纹”,例如来自胎儿、移植器官或肿瘤的分子以及不同组织的分子,可以确定DNA来自何处。


DNA分子的特异性

该团队首先在孕妇身上测试了他们的方法,他们知道血液DNA将包括来自母亲、胎儿或两者的DNA。正如预期的那样,GETMap发现携带胎儿特定基因标记的DNA携带来自胎盘的甲基化标记。另一方面,携带母亲特有遗传标记的DNA分子携带来自白细胞的甲基化标记,携带着母亲和胎儿共同遗传标记的DNA分子来自两种组织。

GETMap监测器官移植排异反应

接下来,他们在肺移植患者捐献的血液中测试了这种方法。他们在血液中检测到从移植器官中异常高浓度的DNA可能是器官排异的信号。但在移植后不久,移植接受者的血液中往往会出现无法解释的供体来源DNA激增,这使得只使用基因标记来检测器官是否被排异变得很有挑战性。

通过结合使用GETMap,研究小组确定了供体DNA激增的起源。移植72小时后,循环DNA中只有17%来自肺,而78%来自血细胞。血细胞的这种惊人的高贡献率很可能是由于移植肺血管中的血细胞释放了DNA。随着时间的推移,来自肺的循环DNA数量增加,来自血细胞的数量减少。与那些成功移植的患者相比,新肺被排异的患者血液中似乎有更多的供体肺DNA。

GETMap揭示隐藏的癌症

研究小组还测试了GETMap是否可以检测血液中肿瘤来源的DNA。在两例肝癌患者中,他们发现90%和87%的血浆DNA携带突变来自肝脏。为了测试这一点,他们需要知道正在寻找的确切的肿瘤突变,如果肿瘤组织的位置未知,这种判断并不是很可行。

因此,研究小组试图使用甲基化“指纹”直接从血液DNA而不是肿瘤组织中识别癌症突变。虽然发现的突变较少,但肝脏仍被正确地确定为肿瘤衍生分子的来源。这表明,GETMap可以帮助揭示血液中有肿瘤标志物的人的隐匿性癌症的组织和位置。

最后,他们对一例在怀孕期间罹患淋巴瘤的妇女进行了GETMap测试。在这个例子中,他们能够区分出来自胎盘的胎儿特异性基因和来自与淋巴瘤细胞类型相关的白细胞家族的肿瘤特异性基因。

“我们已经展示了遗传和表观遗传学方法在识别血液中循环DNA来源方面的强大协同作用,并展示了它在癌症筛查、产前检测和器官移植监测方面的潜在应用。”文章的共同作者说道。

“通过允许对特定器官进行更有针对性的后续检测,可以让血液检测成为通用癌症标志物的愿景更近一步。”该研究的联合资深作者、香港中文大学化学病理学教授Allen Chan总结道,“这可以使癌症诊断更早、更准确,并减少全身扫描和相关的辐射暴露。”

参考资料:https://elifesciences.org/articles/64356#content

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关键词:
癌症早筛,GETMap,DNA甲基化

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