《Leukemia》低成本PeCan-Seq液体活检，事半功倍

圣犹达的科学家使用PeCan-Seq液体活检，事半功倍

　　

检测癌症驱动突变能够使医生根据患者疾病的具体基因特征定制治疗方案。然而，这种金标准方法并不容易获得。目前，如果医生想要寻找癌症驱动的基因变化，就必须对肿瘤进行活检。这需要患者接受麻醉下的手术操作。研究表明，反复使用麻醉对儿童癌症幸存者可能产生长期的不良影响，而且这种方法既耗时又昂贵。因此，研究人员一直在寻找其他方法，以在不进行标准活检的情况下获得癌症特异性的基因信息。  

来自圣犹大儿童研究医院（St. Jude）的科学家们最近在《Leukemia》上发表了他们的研究成果，首次开发出一种用于儿童泛癌的液体活检技术，通过患者的血浆（一种血液成分）检测这些突变。这种名为儿童癌症深度测序分析（PeCan-Seq）的方法可以检测所有已知的主要儿童癌症DNA改变。未来，该技术的改进版本可能会用简单的血液抽取取代干扰性的骨髓或肿瘤活检。  

“我们创造了一种有前景的新潜在诊断方法，”资深共同通讯作者Charles Mullighan博士、圣犹大综合癌症中心副主任兼病理学系成员表示。“这种方法在样本采集的便捷性方面可能具有优势，并且可能减少那些需要反复接受麻醉的儿童的长期发病率。”  

PeCan-Seq使用患者血浆而不是肿瘤活检，有时也被称为液体活检。血浆中含有肿瘤DNA，因为个别癌细胞死亡后会将其DNA释放到血液中。这种循环肿瘤DNA（ctDNA）或无细胞DNA（cfDNA）来自肿瘤，历史上在儿童患者中一直难以检测和测序。研究结果显示，圣犹大研究人员现在已经成功实现了这一目标，因为PeCan-Seq从233名儿童患者的血浆cfDNA中识别出了基因改变，但结果在不同癌症类型之间存在差异。  

“我们从血液样本中对儿童癌症进行了基因指纹分析，”共同通讯作者Ruth Tatevossian博士、圣犹大临床生物标志物实验室主任表示。“这令人难以置信，我们在极少的起始材料中发现了这些DNA异常——仅需1毫升血浆。”  

该研究部分动机在于，肿瘤学家已经在某些成人癌症中使用这种类型的液体活检。然而，成人癌症往往具有复发性基因病变，使其比儿童疾病更容易检测。此外，成人ctDNA检测使用10-20毫升血浆，这比从儿童患者中获取的量要多得多。  

“与成人不同，我们只能从儿童那里获取非常少量的起始材料，”共同第一作者Sujuan Jia博士、圣犹大病理学系和临床生物标志物实验室成员表示。“使用如此低的DNA输入量极具挑战性。”  

最终，该团队克服了这一挑战，使用比传统方法少90-95%的起始材料，同时寻找更难以检测的癌症基因病变，达到了稳健的检测水平。  

通过泛癌面板感知ctDNA  

“我认为这项研究的一个令人兴奋的发现是，我们可以检测到我们试图检测的大多数变异，其水平与当前基于流式细胞术的血液中微小残留病（MRD）检测大致相当，”Mullighan说。“我们不仅检测到疾病，而且实际上检测到该特定儿童癌症中的特定基因改变。”  

通常，癌症基因诊断针对特定癌症类型，并专门设计用于该疾病中可能出现的基因问题。例如，一种检测可能能够检测到单核苷酸突变，但对染色体重排则视而不见。  

“我们方法的独特之处在于其泛癌性质，”共同第一作者Shaohua Lei博士、圣犹大病理学系和白血病研究中心成员表示。PeCan-Seq的一个创新之处是找到了一种方法，将整个儿童癌症谱系中的基因和DNA改变纳入其中，创建了一个更具包容性的基因面板和计算流程。“使用我们的方法，如果一个患者有两种癌症，我们在研究中就遇到了这种情况，我们可以检测到这两种癌症，”Lei说。  

改进PeCan-Seq液体活检以应对未来挑战  

尽管研究结果令人鼓舞，但仍存在需要克服的局限性。该面板在检测白血病的cfDNA时表现出色，但其他癌症类型的结果则不太理想。对于实体瘤患者，结果参差不齐，有些检测效果良好，而有些则完全未被检测到。特别是，该检测仅在18个脑肿瘤中检测到一个。然而，这是首次使用PeCan-Seq，因此可能还有其他方法可以部署和改进该测试，使其对实体瘤和脑癌有效。  

“我是脑肿瘤专家，”Tatevossian说。“现在我们已经建立了这种方法，我们可以尝试使用其他起始材料，如脑脊液（CSF），这可能更适合检测中枢神经系统内的肿瘤。”  

该研究的主要目的是确定PeCan-Seq检测泛癌cfDNA的方法是否可行——答案是肯定的。  

“通过血液检测进行癌症筛查，而不是经历CT扫描或任何复杂、耗时或昂贵的检测，会有多大的改进？”Jia说。  

“我可以想象未来会有这样的检测，”Lei说。“它将是一种低成本的方法，有助于早期检测并拯救儿童的生命。我们只是迈出了第一步。”