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[基础知识] 基于血液的肿瘤早筛技术知多少

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6422 0 青菜567 发表于 2023-9-28 10:38:34 |

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本帖最后由 青菜567 于 2023-9-28 10:41 编辑
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无论就医看病还是体检,做的检查除了仪器检查如B超、CT、核磁共振、胃肠镜外,最多的就是生化检查,如基于血液、尿液、大便、痰液等的检测,因为这些体液中含有众多生物标志物,能够提供关于健康状况和疾病风险的重要信息。
- g# G* Z8 O% X& }3 M3 S7 M
3 d; n3 Q! Q8 q& Y8 W! ~0 g
以血液为例,血液是流动在人的血管和心脏中的一种红色不透明的粘稠液体,负责各类营养物质的输送以及机体产生的废物的排除。血液由血浆和血细胞组成。血浆中含有水、蛋白质和其他溶解物质,血细胞包括红细胞、白细胞和血小板。

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血液中一些指标的异常时常预示着身体某个器官或组织机能受损。目前基于血液的肿瘤早筛技术中经常提到的cfDNA就是血浆中存在的一种分子标志物
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(参考于网络图片)
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如何理解cfDNA和ctDNA?

4 w' G8 n# X( H" G
cfDNA全称为cell free DNA即细胞游离DNA,顾名思义就是指游离于细胞外的DNA。那么问题来了,DNA不都是在细胞内吗,怎么会跑到细胞外呢?
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人体内的细胞不断更新换代,也就是说每天每时每刻我们体内都不断地有细胞在凋亡,又有新的细胞在形成。在细胞凋亡过程中有些DNA会“破壳而出”进入血液中,另外,人体在外界物理或化学刺激下引发的细胞坏死也会导致DNA释放到血液中,所以我们人体血液中都含有cfDNA。
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(参考于网络图片)

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但对于肿瘤患者来说,其血液中除了含有正常细胞凋亡或坏死释放的DNA外,还包括肿瘤细胞释放的DNA,这部分DNA有个专有名称叫ctDNA,全称为circulating tumor DNA即循环肿瘤DNA。因此对于肿瘤患者来说,血液中的cfDNA包含了ctDNA。
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ctDNA主要来源于坏死的肿瘤细胞、凋亡的肿瘤细胞、循环肿瘤细胞(CTC)、肿瘤细胞分泌的外排体,其携带与肿瘤发生相关的分子信号,这些分子信号如同肿瘤的“身份指纹”,对肿瘤早筛、肿瘤精准治疗都具有非常重要的意义。

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cfDNA全基因组测序肿瘤早筛技术

' i1 _. K. B2 Y; w- e9 G9 A
通过上面我们了解了cfDNA和ctDNA的概念和区别,那么对于肿瘤早筛来说,到底检测的是cfDNA上的哪些信息?也就是哪些信息是与肿瘤的早期发生相关呢?这个需要经过临床研究进行标志物的筛选和验证。
1 {* O0 v7 J& T9 @% f
和瑞基因研发团队通过临床研究发现,仅需受检者10ml静脉血,通过全基因组测序技术(WGS, Whole Genome Sequencing)和自主研发的机器学习算法,在全基因组范围内分析四个维度的特征提取及模型构建,包括末端序列、片段大小分布、核小体印迹、拷贝数变异,可精准评估六大高发高危癌种风险,包括肺癌及五大消化系统癌种(食管癌、胃癌、肝癌、胰腺癌、结直肠癌),并可准确溯源癌症风险器官。

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那么如何理解四个维度呢?
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片段大小
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DNA片段大小以核苷酸碱基对的数量表示,以bp为单位。肿瘤细胞释放的ctDNA片段大小比正常细胞释放的cfDNA更短。
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末端序列5 u6 P# H3 v# x  X5 a% K* T
在DNA片段化进入血液过程中,DNA发生了非随机断裂,其末端的几个核苷酸,癌与非癌具有不同偏好的末端切割模式。( R- v0 d2 `3 b0 c8 R) M9 C& U

7 m. T, M9 j5 k, |
核小体印迹! ~2 d% k' s+ t' U, e$ W/ v& y
! x" Z& ?9 ?2 S0 J  b4 q
肿瘤发生和发展的内因是原癌基因的活化和/或抑癌基因的失活等异常表达,而核小体印迹的松散程度可代表基因表达活跃程度的高低。

$ V% d5 H. U( X8 W' j6 f
拷贝数变异
! E* v; D( y# j7 Z0 R7 w7 j8 ?+ |7 C$ D% v: S: u( X
肿瘤组织通常存在拷贝数变异等染色体异常现象,而正常组织基本无此现象。
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(可点击图片放大查看)
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