DNA标记帮助血液检测评估癌症治疗结果

无细胞DNA（cfDNA）流入血液是在20世纪40年代末发现的，但随着基因组学和计算分析在过去几年的快速发展，研究人员现在相信，研究标签或对这类DNA的修饰，可以更好地理解如何评估，并可能调节，癌症和其他疾病的治疗方法。

　　

细胞死亡是组织再生的正常部分，在细胞死亡过程中，cfDNA从组织中脱落。cfDNA可以从血液样本中分离出来，从而在不需要采集侵入性活检样本的情况下，提供全身正常细胞和癌细胞死亡的读数。

“肿瘤组织活检是一个偶然或偶然的过程，通常不能很好地反映整个肿瘤或其扩散情况，”Anton Wellstein医学博士说，他是乔治敦隆巴迪大学的肿瘤学和药理学教授，也是这篇文章的通讯作者。“另一方面，使用血液或液体活检，可以提供从所有类型细胞脱落的cfDNA的同质表现。”

科学家们注意到，DNA的短片段和对这些片段的化学修饰，即甲基群，有助于告诉研究人员各自的DNA片段来自什么细胞类型，因为这些甲基化模式对特定的细胞类型是独特的。通过使用cfDNA比较来自不同治疗方式的受损细胞和来自同一组织的未受损正常细胞，研究人员可以分析关于组织中的细胞如何受到治疗和其他外力影响的宝贵数据。这些知识可能是评估治疗是否有效以及可能导致什么不良反应的关键。

“对cfDNA分析的这些应用进行微调是具有挑战性的，需要深入的方法，无论是在基因组测序水平上还是在计算上，”Megan Barefoot解释道，她是癌症中心Wellstein实验室的医学博士/博士生，也是这篇文章的主要作者。“甲基化cfDNA打开了一个新的微创方法检测体内受损细胞,经常有数百个甲基标记每个细胞可以马克,非常特别,细胞从何而来,就像一个“条形码扫描器”在一家杂货店结账告诉商店特定产品的身份。结合生物学和计算分析，破译这些甲基化模式/分子条形码成为可能，因此研究人员可以追溯cfDNA的起源。”

例如，这些分析的最终结果有助于研究人员确定癌症的组织来源，也使研究人员在比较受损细胞和健康细胞时，可以看到损伤的来源，特别是如果它是由于某种类型的治疗。

“这种方法可以应用于任何通过导致组织细胞受损和死亡而影响组织平衡的治疗，包括化疗、放疗和免疫治疗。这一综述确实有助于为我们未来的研究工作奠定基础，”Wellstein总结道。“我的实验室非常积极地寻求进一步完善甲基化cfDNA分析的方法和技术。我们相信这些努力是负担得起的，并将很快成为实验室的标准，它们应该在推进对许多癌症的理解和治疗方面发挥作用。”

乔治城大学(Georgetown University)就文章中提到的一些方面提出了一项专利申请，Wellstein和Barefoot是其中的具名发明者。

这项工作得到了美国国立卫生研究院的部分资助(T32 CA009686、F30 CA250307、R01 CA23129和P30 CA51008)。

Journal Reference:

1. Megan E. Barefoot, Netanel Loyfer, Amber J. Kiliti, A. Patrick McDeed, Tommy Kaplan, Anton Wellstein. Detection of Cell Types Contributing to Cancer From Circulating, Cell-Free Methylated DNA. Frontiers in Genetics, 2021; 12 DOI: 10.3389/fgene.2021.671057