循环肿瘤DNA甲基化分析中酶转化与亚硫酸氢盐转化的比较研究:基于ddPCR技术的优化与标准化探索

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Clinical Epigenetics 4.8

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  为解决循环肿瘤DNA(cfDNA)甲基化检测中预处理方法选择难题,挪威奥斯陆大学医院团队开展酶转化(EC)与亚硫酸氢盐转化(BC)的系统性比较研究。通过ddPCR技术评估NEBNext Enzymatic Methyl-seq与EpiTect Bisulfite试剂盒在转化效率、DNA回收率及片段完整性等关键指标的表现,证实BC法虽导致DNA片段化但回收率更高(61-81% vs 34-47%),更适合低浓度cfDNA的甲基化检测。该研究为液体活检标准化提供重要方法学依据,发表于《Clinical Epigenetics》。

  

在癌症精准医疗时代,液体活检技术正掀起一场诊断革命。循环肿瘤DNA(cfDNA)作为"分子指纹",其甲基化模式蕴含巨大临床价值——从早期筛查到疗效监测,这些表观遗传标记物可谓"肿瘤侦察兵"。然而,这场革命面临一个关键瓶颈:如何从珍贵的cfDNA中准确捕获甲基化信号?目前主流的亚硫酸氢盐转化法(BC)虽稳定可靠,却像一把"双刃剑",在转化过程中会无情地切割DNA分子;而新兴的酶转化法(EC)虽温和许多,其实际性能仍充满争议。奥斯陆大学医院Guro E. Lind团队在《Clinical Epigenetics》发表的这项研究,就像一场精心设计的"方法论擂台赛",系统比较了两种预处理技术在cfDNA甲基化分析中的优劣。

研究团队采用液滴数字PCR(ddPCR)作为检测平台,对比NEBNext Enzymatic Methyl-seq试剂盒(含完整版和转化模块)与EpiTect Plus Bisulfite试剂盒的性能。实验设计涵盖健康人混合血浆cfDNA、结直肠癌患者血浆cfDNA以及模拟cfDNA的RKO细胞系片段化DNA三类样本。通过Chr3/MYOD1检测体系评估转化效率与回收率,结合生物分析仪进行片段长度分析,并选用BCAT1等甲基化标志物验证检测灵敏度。

Comparison of enzymatic and bisulfite conversion kits
数据显示两种方法均实现99-100%的高效转化,但EC法保留更完整的DNA片段(平均峰尺寸173 vs 158 bp)。戏剧性差异出现在回收率指标:BC法在肿瘤cfDNA中斩获61-81%回收率,而EC法仅34-47%。这种"数量与质量"的权衡在磁珠优化实验中更显突出——即便尝试5种磁珠品牌并调整结合比例,EC法的回收率仍难突破50%。

Detection of DNA methylation biomarkers
在结直肠癌患者样本中,BCAT1甲基化检出率均为4/5,但BC法产生更多阳性液滴(反映更高检测灵敏度)。有趣的是,EC法虽信号较弱,其标准化甲基化水平却呈现系统性偏高,这可能暗示酶处理中存在尚未阐明的偏好性。

Conclusions
这项研究为液体活检领域提供了明确的方法学指南:尽管EC法能获得更完整的DNA片段,但BC法凭借更高的回收率和检测灵敏度,仍是ddPCR平台cfDNA甲基化分析的"金标准"。特别在结直肠癌等低丰度ctDNA检测场景中,BC法确保不遗漏微弱信号的优势至关重要。研究者同时指出,EC法在需要长片段保留的测序应用中可能更具潜力,这为不同技术路线的分工协作提供了思路。

该成果的临床意义不仅在于方法选择——通过建立标准化评估体系,研究团队为未来新型转化技术的开发树立了标杆。当全球液体活检技术向临床转化迈进时,这类严谨的方法学比较研究恰似"航海图",指引着精准医疗巨轮驶向更可靠的诊断彼岸。

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