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    肿瘤研究领域ctDNA应用盘点
    来源:未知 | 作者:基因谷 | 发布时间: 2018-05-14 | 1342 次浏览 | 分享到:


        这是个
    “谈癌色变”的年代,在我们与癌(ai)细(xi)胞(bao)对抗战争的侦(zhen)查(cha)阶(jie)段(duan)中,有“老侦查兵”和“新侦查兵”共同作战,“老兵”即常(chang)规(gui)组(zu)织活(huo)检(jian),Ta经验丰富,但不能(neng)区分肿(zhong)瘤异(yi)质性(xing),准确率低,患者(zhe)需(xu)承(cheng)担较大风(feng)险。

    近几年,癌症检测“新侦察兵”—液(ye)体活检(jian)的(de)表现(xian)更加(jia)突出(chu)。作(zuo)为体外诊断的一(yi)个分支(zhi),液(ye)体(ti)活(huo)检(jian)可以(yi)通(tong)过(guo)非侵(qin)入性取样(yang)降低(di)检(jian)测危(wei)害(hai),而且高效准确,性价比高


    1 液(ye)体活(huo)检检(jian)测对象

        目前,液体活检(jian)的检(jian)测(ce)对象(xiang)有循环肿(zhong)瘤细胞(CTCs),循环肿瘤DNA(ctDNA),循环RNA(circulating RNA)和外泌体。其中,ctDNA因(yin)研(yan)究前(qian)景(jing)广阔受(shou)到越(yue)来(lai)越(yue)多(duo)的(de)关注。

    ctDNA(circulating tumor DNA)是游离DNA(cell-free DNA,cfDNA)中的一类,带有特征(zheng)性标(biao)记,可通(tong)过高通(tong)量(liang)测(ce)序技术实现(xian)对它的定(ding)性(xing)、定量和追踪。目前已发现的ctDNA特(te)征性标(biao)记包(bao)括(kuo)位(wei)点突(tu)变、核小体(ti)占有率(lv)及(ji)甲基化修饰(shi)差(cha)异,可(ke)根(gen)据(ju)这(zhe)些(xie)指标(biao)的差(cha)异进行(xing)肿(zhong)瘤的(de)早(zao)期(qi)诊断、动态监(jian)测(ce)肿瘤(liu)的发生(sheng)发展(zhan)及疗(liao)效(xiao)、耐药检测、复发风险(xian)评(ping)估和预(yu)后(hou)预(yu)测(ce)等(deng)。

        下面,我(wo)们通过(guo)文(wen)献为(wei)大家介绍(shao)一(yi)下ctDNA的(de)检(jian)测应(ying)用领(ling)域,揭开ctDNA在(zai)肿(zhong)瘤(liu)研(yan)究(jiu)中的(de)神(shen)秘(mi)面纱~

    1肿瘤早期诊断

    01

    检测对象

    ctDNA位点突变,ctDNA甲基化

    02

    检测技术

    目标(biao)序(xu)列(lie)捕获测(ce)序,数字PCR,全(quan)基(ji)因组甲基(ji)化测序(xu),简化(hua)基(ji)因组(zu)甲基(ji)化(hua)测序

    03

    案例分析

    1

    通过检测ctDNA突变可检出NSCLC

        对58名早期(qi)非(fei)小(xiao)细胞(bao)肺(fei)癌(ai)患(huan)者(zhe)的肿瘤(liu)组织(zhi)DNA及相应ctDNA进行测序分析,检测到135个突变,其中ctDNA突变为76个。对其中15个基因的tDNA和ctDNA突(tu)变情(qing)况进(jin)行比对(dui),结果基本一致[1]。


    2 ctDNA位点(dian)突变与肿(zhong)瘤的(de)关系

    2

    利用ctDNA甲基化簇(cu)鉴(jian)定癌(ai)症(zheng)样本

        对65例癌(ai)症(zheng)患者(zhe)及(ji)对照(zhao)组(zu)ctDNA进行(xing)全基(ji)因(yin)组甲基(ji)化(hua)测(ce)序(xu),比对后发现147888个甲基化簇(MHB)。肺(fei)癌患(huan)者(zhe)样(yang)本(ben)中,有明显的tissue-specific MHB信号,可(ke)以据此(ci)区分癌(ai)症(zheng)及(ji)正常(chang)样(yang)本[2]。


    3 ctDNA甲基化单倍型(MHB)可表征肿瘤

    2肿瘤分型与组织来源(yuan)鉴定(ding)

    01

    检测对象

    核小体占位,ctDNA位点突变

    02

    检测技术

    ChIP-seq,目(mu)标序(xu)列捕获测(ce)序(xu)

    03

    案例分析

    1

    ctDNA核(he)小(xiao)体(ti)包含率差(cha)异与(yu)组织(zhi)起(qi)源(yuan)

        文章通过对cfDNA进行(xing)深(shen)度(du)测序发(fa)现游离(li)DNA核小体包含率(nucleosome occupancies)与(yu)细(xi)胞中核(he)体(ti)结(jie)构(gou)、基因(yin)结构与(yu)表(biao)达(da)密(mi)切相关(guan),可(ke)通(tong)过核(he)小(xiao)体(ti)包含(han)率(lv)的(de)差异揭示细胞(bao)类(lei)型的(de)起源[3]。


    4 cfDNA核(he)小(xiao)体(ti)分(fen)布与组织起(qi)源有关(guan)

    2

    ctDNA突变(bian)差异可用于(yu)肿(zhong)瘤(liu)分(fen)型

        对76名(ming)肿瘤(liu)活检分类(lei)为(wei)生殖B细胞(bao)样(yang)或(huo)非生(sheng)殖B细胞(bao)样(yang)的(de)患(huan)者进(jin)行分(fen)子亚(ya)型分析(xi),然后使用基于ctDNA突(tu)变(bian)的(de)检测方法进(jin)行同(tong)样的(de)分型(xing),结(jie)果的一致性为(wei)80%[4]。

    5 ctDNA突变可(ke)用于(yu)肿瘤(liu)分(fen)型

    3动态(tai)监测(ce)肿瘤发(fa)展与(yu)恶性(xing)程(cheng)度(du)

    01

    检测对象

    ctDNA甲基化

    02

    检测技术

    全(quan)基(ji)因(yin)组(zu)甲(jia)基(ji)化测(ce)序(xu)

    03

    案例分析

    1

    ctDNA甲基化水平判定(ding)肿瘤(liu)恶性(xing)程(cheng)度

        分析B细胞6个(ge)生长阶(jie)段(duan)及慢(man)性(xing)淋巴(ba)细(xi)胞(bao)性(xing)白(bai)血病(bing)患者(zhe)(CLL)血(xue)样(yang)的甲(jia)基(ji)化数(shu)据(ju),根据ctDNA甲基(ji)化(hua)水平可(ke)将CLL的恶(e)性程(cheng)度进行(xing)区(qu)分(fen)(恶性程度LP>IP>HP),并且三种(zhong)恶(e)性(xing)程(cheng)度的B细(xi)胞样本均(jun)可与(yu)结果(guo)不(bu)同(tong)生(sheng)长阶(jie)段的正(zheng)常B细胞甲基(ji)化(hua)水平(ping)对应[5]。


    6 ctDNA甲(jia)基化(hua)水(shui)平与(yu)肿瘤恶性程度(du)相关(guan)

    4肿瘤预后评估

    01

    检测对象

    ctDNA甲基化,ctDNA位点突变

    02

    检测技术

    全基(ji)因(yin)组甲(jia)基化(hua)测序,简化基(ji)因(yin)组(zu)甲(jia)基化测序,目(mu)标序(xu)列(lie)捕获测序(xu)

    03

    案例分析

    1

    肝癌ctDNA样本中筛选出8个预后标志物

        分析(xi)肝(gan)癌及对(dui)照组(zu)血(xue)液样(yang)本(ben)的DNA甲基化数据,对1933例(li)样本进(jin)行(xing)靶向(xiang)测序(xu)验证(zheng),筛选出8个预(yu)后相(xiang)关(guan)标志物[6]


    7 筛选ctDNA甲基化差(cha)异(yi)位点(dian)作为(wei)预后预测靶位(wei)点(dian)

    2

    ctDNA的TP53、PIK3CA突变可(ke)表征(zheng)患(huan)者预后(hou)效(xiao)果(guo)

        利(li)用全基(ji)因组测序,对30例携带TP53、PIK3CA基因(yin)突(tu)变(bian)的患者(zhe)治(zhi)疗过程中(zhong)的(de) ctDNA水平进(jin)行全程监控,发现ctDNA序(xu)列的动(dong)态变(bian)化与(yu)患者(zhe)手术(shu)预后(hou)效果一(yi)致(zhi)[7]。





    8 ctDNA序列动(dong)态变(bian)化与(yu)患(huan)者预后(hou)

        目前,液(ye)体活检(jian)这个新型“侦察兵”在(zai)肿瘤检测中的作(zuo)用正(zheng)被(bei)越(yue)来越(yue)多(duo)的学者(zhe)重(zhong)视(shi),关于ctDNA的研(yan)究也(ye)在如(ru)火(huo)如荼的进(jin)行(xing)。希望不(bu)久的未来,我们(men)可(ke)以通过这(zhe)种方式检测癌(ai)症(zheng),对抗癌症!

    参考文献

    [1] Chen Ke-Zhong, Lou Feng, Yang Fan et al. Circulating Tumor DNA detection in early-stage non-small cell lung cancer patients by targeted sequencing[J].SciRep, 2016, 6: 31985.

    [2]Guo S, Diep D, Plongthongkum N, et al. Identification of methylation haplotype blocks aids in deconvolution of heterogeneous tissue samples and tumor tissue-of-origin mapping from plasma DNA[J]. Nature Genetics, 2017, 49(4):635.

    [3] Snyder M W, Kircher M, Hill A J, et al. Cell-free DNA comprises an in vivo nucleosome footprint that informs its tissues-of-origin[J]. Cell, 2016, 164(1-2):57.

    [4] Scherer F, Kurtz D M, Newman A M, et al. Distinct biological subtypes and patterns of genome evolution in lymphoma revealed by circulating tumor DNA[J]. Science Translational Medicine, 2016, 8(364):364ra155.

    [5] Oakes C C, Seifert M, Assenov Y, et al. DNA methylation dynamics during B cell maturation underlie a continuum of disease phenotypes in chronic lymphocytic leukemia[J]. Nature Genetics, 2016(3).

    [6]Xu R H, Wei W, Krawczyk M, et al. Circulating tumour DNA methylation markers for diagnosis and prognosis of hepatocellular carcinoma[J]. Nature Materials, 2017, 16(11):1155-1161.

    [7]Dawson Sarah-Jane,Tsui Dana W Y, Murtaza Muhammed, et al. Analysis of circulating tumor DNA to monitor metastatic breast cancer[J] .N. Engl. J. Med., 2013, 368(13):1199-209.




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