最近，來自香港中文大學(xué)的研究人員，通過分析血漿DNA中的甲基化序列，能夠檢測(cè)到癌癥患者的肝腫瘤和淋巴瘤，以及孕婦胎盤中的遺傳異常。他們使用已知的組織甲基化圖譜，能夠識(shí)別循環(huán)DNA的組織起源，從而使其成為一種強(qiáng)大的工具，用于篩選、癌癥檢測(cè)和治療監(jiān)測(cè)。這項(xiàng)研究是由幾個(gè)機(jī)構(gòu)的研究人員合作，由香港中文大學(xué)李嘉誠健康科學(xué)研究所所長(zhǎng)盧煜明院士指導(dǎo)完成，發(fā)表在最近的《PNAS》雜志。

表觀遺傳學(xué)表明，DNA往往有附著于胞嘧啶5碳的甲基原子團(tuán)。某些組織和組織內(nèi)某些類型的細(xì)胞，在其DNA中有一個(gè)明顯的甲基化模式，從而使科學(xué)家們能夠?qū)ι眢w的不同組織，創(chuàng)建一個(gè)甲基化模式的數(shù)據(jù)庫。目前，科學(xué)家們已經(jīng)能夠從血漿中尋找來自一種單一組織類型的DNA，如胎盤或肝臟組織，該研究小組利用全基因組重亞硫酸鹽測(cè)序，來研究血漿DNA的甲基化模式，并將其與甲基化數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對(duì)比，以辨別血漿DNA的組成百分比或組織圖。這提供了血漿的“鳥瞰圖”，從而指出了循環(huán)DNA的起源。

為了檢測(cè)他們的技術(shù)，研究人員確定了5820個(gè)甲基化標(biāo)記，然后通過反褶積算法運(yùn)行，根據(jù)組織或細(xì)胞類型的甲基化模式識(shí)別它們。然后他們用血沉棕黃層DNA各種組分的DNA、胎盤DNA和肝臟DNA，測(cè)試了他們的算法。

一旦程序經(jīng)過了測(cè)試，就要檢測(cè)這種程序是否可以準(zhǔn)確地識(shí)別成分的變化。第一次試驗(yàn)是在十五個(gè)孕婦中進(jìn)行的，她們分別在第一、第二和第三妊娠期。與非妊娠期婦女相比，她們的血漿中應(yīng)該有更多的DNA。研究人員發(fā)現(xiàn)，白細(xì)胞是血漿DNA的最大貢獻(xiàn)者，這一點(diǎn)只在骨髓移植中被觀察到，但在其他情況下沒有得到證實(shí)。其次，他們也發(fā)現(xiàn)，12.1%到41%的基因是來自于胎盤。在對(duì)照組中，胎盤DNA的比例明顯更少。研究人員利用父系遺傳的胎兒SNP等位基因，對(duì)百分比進(jìn)行了驗(yàn)證。

第二個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及到接受移植的人。移植物抗宿主病的發(fā)展，是異體移植的常見問題。研究人員在移植患者的血漿中發(fā)現(xiàn)了供體的DNA。研究人員對(duì)四名肝移植受者和三名骨髓移植受者的血漿DNA，進(jìn)行了分析，并與肝癌患者中的供體SNP等位基因、骨髓患者中的白細(xì)胞進(jìn)行了比較。他們能夠檢測(cè)到供體DNA，并發(fā)現(xiàn)甲基化模式分析結(jié)果，和SNP等位基因或白細(xì)胞研究結(jié)果之間，有一種很強(qiáng)的相關(guān)性。

然后，該研究小組確定了“他們的技術(shù)是否能夠在二十九例肝癌（HCC）患者中檢測(cè)到癌細(xì)胞”。與沒有癌癥的受試者相比，血漿中應(yīng)該有較高比例的癌組織DNA。他們的算法表明，在肝癌受試者中，肝臟對(duì)血漿的中位貢獻(xiàn)率為24%，在對(duì)照組中為10.7%。為了檢查他們的方法，他們還將這些結(jié)果，與使用先前報(bào)道的一種方法所得到的腫瘤DNA濃度，進(jìn)行了對(duì)比。

鑒于這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，作者隨后檢測(cè)了這種方法是否可以根據(jù)血漿DNA中存在的拷貝數(shù)變異，來識(shí)別組織的起源。如果產(chǎn)生了額外的拷貝，那么與沒有拷貝數(shù)變異的基因組區(qū)域相比，該組織中應(yīng)該有更高比例的的DNA。同樣的推理也可以用于拷貝數(shù)缺失。

他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)研究21三體胎兒孕婦的血漿時(shí)，胎盤組織中21號(hào)染色體上的甲基化標(biāo)記比其他染色體中的標(biāo)記數(shù)更高。其他組織（肝臟、中性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞）沒有顯示出拷貝數(shù)的增加。

然后，他們研究了HCC受試者血漿DNA中的擴(kuò)增或缺失。并將其與沒有擴(kuò)增或缺失的血漿DNA進(jìn)行了對(duì)比。他們能夠確定，其中七名HCC受試者表現(xiàn)出拷貝數(shù)變異，這些部分包含更多來自肝臟的DNA。

在這項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了一名37歲的孕婦，她的淋巴瘤已經(jīng)復(fù)發(fā)。她在2011年被確診，并接受了化療?；熀螅陔S后的檢查中，沒有更多的可檢測(cè)到的淋巴瘤。然后，在2014年3月妊娠十一周時(shí)，無創(chuàng)性產(chǎn)前檢查收集的血液樣本顯示，母親的血漿有一定的異常。淋巴結(jié)活檢證實(shí)為淋巴瘤復(fù)發(fā)。血漿DNA與淋巴結(jié)活檢的比較，顯示出相似的拷貝數(shù)變異。然而，化療十周后，血漿DNA沒有顯示出拷貝數(shù)變異。此外，他們發(fā)現(xiàn)，拷貝數(shù)變異的起源是來自于B淋巴細(xì)胞，而不是淋巴細(xì)胞。

根據(jù)更多的研究顯示，這項(xiàng)技術(shù)可能是一種極好的無創(chuàng)方法，用以評(píng)估患者健康的幾個(gè)因素。事實(shí)上，作者指出，這項(xiàng)工作已經(jīng)在分子診斷和傳統(tǒng)的器官為基礎(chǔ)的醫(yī)療實(shí)踐之間，搭起了一道橋梁。最后這項(xiàng)研究表明，能夠識(shí)別血漿中DNA的起源，很有益處，因?yàn)樵撛囼?yàn)旨在確定胎兒的染色體異常，但異常實(shí)際上是起源于母親。淋巴結(jié)活檢證實(shí)了她癌癥的復(fù)發(fā)。