基于血液的肿瘤早筛技术知多少

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。
3 a4 i  I, Z$ S% W3 ]

0 L/ o! Q  @" i. |) |- f

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。

5 {1 q. X" |# d! l+ @. b* M& X

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。

（参考于网络图片）
; u7 c% o3 Q% S4 F

如何理解cfDNA和ctDNA?

* f8 m3 R1 c6 T* F! f, N$ j& k1 \

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？

- i' k0 Y9 l4 j

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。

（参考于网络图片）

, ~; c8 x' p! I8 c8 E+ m+ U* `! g

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。

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。

, k  ~8 M8 s) B- m% D9 @  h- p6 ^$ O

cfDNA全基因组测序肿瘤早筛技术

7 Q8 O" J' K- B# V

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。

& j2 ]1 d. m- Y, ^$ ^% }

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。

/ `, p% {" y# s) ?/ J) c+ @7 c7 S

那么如何理解四个维度呢？

片段大小
1 q) L6 V% D8 O6 h1 P& w: l

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。

末端序列

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。

! H% }1 w4 U2 G& t  P. s# E( k

核小体印迹

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/ K1 y' [' [0 k) g

拷贝数变异
! i1 ^9 S! d* H+ ^3 d

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。

（可点击图片放大查看）

•