循环肿瘤DNA检测技术的研究进展

循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ct DNA)检测,即所谓的"液体活检"。与传统的组织活检技术相比,"液体活检"能够更加全面地反映肿瘤的特征。随着ct DNA研究的逐渐深入,其检测技术的灵敏度和特异性都得到了很大的提升,而其中最具代表性的检测技术有数字PCR(digital PCR,d PCR)技术、流式技术的磁珠乳液扩增方法(bead,emulsion,amplification and magnetic,BEAMing)、标记扩增深度测序(tagged-amplicon deep sequencing,TAm-Seq)等,这些技术的发展有望开启精准医疗的新时代。     

血浆游离DNA全基因组甲基化测序的实用稳定性评估

随着液体活检技术的发展,血浆游离DNA成为当前的研究热点之一。血浆游离DNA的全基因组甲基化测序被认为在癌症检测等医学应用拥有巨大潜力,但目前尚缺乏针对该实验流程的实用稳定性评估。文中利用两名志愿者在不同时间采样的血浆游离DNA,在不同实验平台分别进行DNA甲基化的重亚硫酸盐转化前建库(Pre-BS)、转化后建库(Post-BS)和常规DNA建库,获取多因素影响下的测序数据样本。在此基础上,建立了一套血浆游离DNA测序数据分析的质量控制参考流程,综合评估了血液采集提取、游离DNA建库测序过程的实用稳定性,为血浆游离DNA全基因组甲基化测序应用于临床液体活检提供实用性的基础参考。     

循环肿瘤DNA的检测及研究现状

中国癌症发病率与世界水平相持平,死亡率要高于世界水平。虽然更多先进的技术已经运用到癌症治疗领域,但是癌症的死亡率依然居高不下。癌症之所以难克服,是因为肿瘤细胞具有异质性。“液体活检”技术的出现,使无创性治疗方法开始应用到肿瘤治疗领域,循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)则是“液体活检”中的一种重要素材。血液中游离的DNA被称为cfDNA(Cell free DNA),含有突变的cfDNA就被称作ctDNA。ctDNA所含有的突变一般是单个碱基替换所造成的,只有癌细胞才会有这种情况的发生,这使得ctDNA具有极高的特异性,可作为高灵敏的生物标记物。由于ctDNA存在于血液中,其无创性价值重大。     

癌症液体活检新思路：数字PCR检测DNA甲基化

癌症的早期诊断可提高患者生存率.微创采集人体体液的液体活检方法可避免传统肿瘤组织活检方法侵入性和异质性的问题,逐渐成为癌症诊断的新方式.另外,DNA甲基化作为预测癌症发生发展的标志物,引起了越来越多研究者的关注.但传统DNA甲基化的检测方法灵敏度不高,且容易出现假阳性.近年来,数字PCR技术因其超高的检测灵敏度和精确度、无需标准曲线即可进行核酸绝对定量检测的优势,被用于DNA甲基化的定量检测中.本文首先介绍了DNA甲基化与癌症发生发展的关系,总结了传统DNA甲基化检测方法及其在癌症临床诊断中的应用,阐述了基于不同核酸样本分散方法的数字PCR技术及其在微量DNA甲基化检测中的优势,总结了采用数字PCR技术检测癌症患者体液中DNA甲基化的具体步骤,列举了数字PCR技术在癌症DNA甲基化检测中的研究成果及应用进展,最后提出了数字PCR技术检测癌症DNA甲基化未来可能面临的挑战,并对数字PCR技术在癌症液体活检方面的应用前景进行了展望.     

表观遗传学标志物在肿瘤液体活检中的研究进展

与传统组织活检相比,液体活检具有无创、实时动态监测、克服肿瘤异质性等诸多优势,是极具潜力的肿瘤早筛早诊工具。肿瘤的发生发展伴随着异常的表观遗传学的改变,如DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等。通过液体活检检测这些表观遗传标志物的变化已被应用于肿瘤的早诊早筛、复发监测、肿瘤亚型鉴定以及对治疗反应和结果预测等方面,并展现出极大的应用前景。该文就目前表观遗传学标志物检测在肿瘤液体活检中的研究进展进行综述。     

液体活检对食管癌诊疗和预后的价值

食管癌是一种全球性的恶性肿瘤,由于其进展迅速并缺乏早期发现和有效预后的生物标志物,造成了患者较高的死亡率和较差的预后情况。近些年来,在精准肿瘤诊疗的大背景下,液体活检作为一种新兴的非侵入性检测方法,在食管癌疾病进展中可以实现动态监测,逐渐在临床上引起关注。液体活检通过从体液中获取肿瘤相关的生物标志物,如循环肿瘤DNA、循环肿瘤细胞、外泌体内容物等,来评估肿瘤的存在、特征和预后等。对食管癌患者进行及时有效的预后评估有助于改善其临床结局,故该文将对液体活检在食管癌的诊疗和预后中的科学研究及临床应用现状进行详细阐述,并指出目前液体活检中存在的挑战及其未来发展方向,期望能为食管癌的早期和超早期诊断、疗效动态监测、预后评估、个体化精准治疗决策的制定提供依据。     

人体游离循环DNA的研究进展

游离循环DNA是一种细胞外游离状态的DNA, 在动植物及人的体液中都检测到了它的存在。对游离循环DNA的检测已经应用在疾病的监控、胎儿的产前诊断及肿瘤的研究中。文章介绍了循环DNA的生物学特征, 并对近年来游离循环DNA的研究和应用进展做了简单的回顾。     

新型胞质DNA感受通路：cGAS-STING的研究进展

细胞胞质中存在的游离DNA一直被宿主的固有免疫系统当做潜在的危险信号,但免疫系统识别和清除这些危险信号的机制还不明确.近几年有研究发现,DNA感受器(DNA sensor)是宿主感受DNA和免疫防御的桥梁,目前已经有超过10种DNA感受器被发现,而干扰素刺激基因(stimulator of interferon genes,STING,也称为TMEM173、MPYS、MITA和ERIS)作为一种DNA感受通路下游关键的接头分子,在感受胞质DNA和免疫防御方面起着重要的信号传递作用,胞质中的DNA可通过DNA感受器激活STING,再激活Ⅰ型干扰素和其他细胞因子,进而启动机体的免疫反应.近些年,胞质中游离DNA如何激活STING,进而如何在体内启动免疫反应以产生抗病毒或抗菌作用的机制研究取得了显著进展.最近,在哺乳动物细胞中发现了一种新型的核酸转移酶cGAS(cyclic GMP-AMPsynthase),它能识别DNA并能产生一种内源性的环化二核苷酸cGAMP(cyclic GMP-AMP)激活STING.本文将最近关于cGAS的发现、胞质DNA通过cGAS激活STING及STING活化后激活机体免疫反应的机制进行了综述.     

基于高通量测序技术对染色体外环状DNA研究的最新进展

染色体外环状DNA (extrachromosomal circular DNA, eccDNA)是一种真核生物染色体外的闭合环状DNA结构，长度和染色体起源具有较高异质性。ecc DNA这一名称目前主要指大小在数百kb以内的小分子染色体外环状DNA，包括micro DNA、小多分散环状DNA (small polydispersed circular DNA, spcDNA)以及其他未分类的小分子eccDNA等。高通量测序技术(high-throughput sequencing, HTS)是一种可以同时对百万条DNA分子进行序列测定的技术，又名新一代测序技术(next generation sequencing, NGS)，具有高通量、高灵敏度、高准确度等优势。近年来高通量测序结合生物信息学分析技术不仅在揭示eccDNA染色体起源、分子结构、发生机制和潜在功能以及循环系统中的eccDNA分子特征研究等方面发挥了重要作用，而且推动了eccDNA在甲基化等表观遗传学方面的研究。生物信息学软件的发展和eccDNA分析算法的开发也对其研究提供了重要帮助。血浆以及尿液等液体活检常用体液样本中...     

Bioinformatics:新型软件或可使CRISPR方法变得更加简单

正日前,一项刊登在国际杂志Bioinformatics上的研究报告中,来自瑞典卡罗琳学院和哥德堡大学的研究人员通过研究开发出了一种名为"Green Listed"的基于网络的新型软件,其能够促进CRISPR方法学的利用,目前该软件能够通过网络免费获取。细胞是构成有机体的微小组成部分,人类机体中的细胞数量是地球上人口数量的100倍,这些细胞中绝大多数成分都是长链的DNA,DNA链能够影响细胞的不同外观以及行为,而CRISPR技术是一种用于快速研究DNA不同组成部分对细胞影响的新型基因编辑方法,利用这种新型     

《自然-方法学》:新方法可批量制备可再生抗体

<正>科学家近日在《自然-方法学》上撰文称,他们找到一种用于研究基因组调控的高质量可再生抗体的制备方法。该方法可用于解决"抗体瓶颈"问题--目前用于检测基因表达调控蛋白的抗体都不可再生且无法特异识别目标。能够调控基因表达的不仅仅是组成DNA的四种碱基,与DNA有关的蛋白特别是组蛋白也能调控。这些组蛋白的化学修饰比如在一种特定氨基酸中增加甲基团等,可以影响DNA中编码的基因是否得到表达。研究人员非常依赖于抗体来识别这些组蛋白受到的特定修饰以了解其对基因组调控的影响。     

血浆游离DNA的临床应用新进展

血浆游离DNA(Plasma cell-free DNA,cf-DNA)游离于细胞外的机体内源性DNA,cf-DNA广泛存在于血液、脑脊液、滑膜液、支气管肺泡灌洗液和羊水等体液中。多数血浆DNA与蛋白质结合成为复合物,仅有少部分为游离的片段,受实验方法灵敏性和特异性的限制,cf-DNA的研究进展缓慢。随着分子检测技术的发展,虽然在健康人群的血浆中也可测量到一定量的cf-DNA,但是cf-DNA被发现在肿瘤、自身免疫性疾病、创伤和炎性反应等病理过程中有改变。目前cf-DNA在肿瘤的诊断和预后分析、产前诊断、感染性疾病等中均有应用价值。     

差减克隆技术:过去、现状及未来

1　前言差减克隆是一种极为有用的技术,可以用来有效地分离出两种细胞标本中存在差异的核酸成分(图1),这种差异可以体现在每样标本中存在的RNA种类的水平上,也可以反映在各自基因组DNA的具体组成上。这些差异包括从表达差异性上可以区分不同细胞类型,同一细胞不同生长阶段以及可以区分细胞正常和疾病状态的一些基因。另一种相关技术即"正向"筛选,也已被用来从不同基因型细胞的cDNA和基因组DNA中分离出有差异的核酸成份。在本篇综述中,我们首先讨论差减技术的原理和起源,其历史在克隆技术的出现前就已存在。然后再评述当前的差减克隆策…     

循环肿瘤DNA突变检测方法研究进展

循环肿瘤DNA(Circulating Tumor DNA,ctDNA)含有肿瘤的遗传信息,与肿瘤组织具有高度的一致性,可代替肿瘤组织用于肿瘤的早期诊断,预后监测和药物疗效监测,是一种具有良好临床应用前景的液体活检标记物。但血液中的ctDNA片段化程度高,含量稀少,且与野生型DNA混合存在(约1%甚至更低),并会随着患者肿瘤分期等情况动态变化,造成了ctDNA检测困难,需要高灵敏度高特异性的突变检测方法,才能够从大量的野生型DNA中检测出微量突变型ctDNA。目前,灵敏度和特异性能够满足ctDNA检测需求的方法主要有扩增阻滞突变系统PCR(Amplification Refractory Mutation System PCR,ARMS-PCR)、钳制PCR(Clamping-PCR)、数字化PCR(Digital-PCR)、西格诺公司的质谱分辨技术(Sequenom UltraseekTM)和高通量测序技术。本文对这些方法的原理、特点、最新进展和应用前景进行了综述,为研究人员选择合适的ctDNA检测方法提供理论依据。     

指甲游离缘的核DNA分型研究

为探讨指甲游离缘核DNA分型的可行性, 采集无关个体指甲游离缘样本10份, 分别以不同消化体系, 采用有机法、Chelex-100法,有机法结合Chelex-100法等3种方法提取指甲游离缘核DNA, AmpFlSTR IdentifierTM试剂盒复合扩增, ABI PRISM 3130自动遗传分析仪检测分析。结果显示：与对照血样比较,有机法结合Chelex-100法提取的样本核DNA均获得满意的STR分型, 有机法提取的样本核DNA可以进行STR分型, 但部分样本图谱峰值不均衡, Chelex-100法提取的样本核DNA不能分型或出现较多等位基因缺失。提示指甲游离缘可以进行成功地核DNA的分型, 有机法和有机法结合Chelex-100法提取的DNA质量都可成功检测, 其中以有机法结合Chelex-100法提取DNA的检测成功率最高。     

非编码RNA在肿瘤液体活检中的研究进展

液体活检是一种基于分析体液样本中的生物标志物来诊断疾病、监测疾病进展和评估疗效的非侵入性的新型微创诊断技术。液体活检主要包括探查和检测循环肿瘤细胞、ctDNA、非编码RNAs和细胞外囊泡等。非编码RNA之前被认为是一类无功能的RNA,但近年来研究表明它们在肿瘤的发病机制中扮演着重要的角色。它们构成了基因调控的一个重要层面,其表达水平在多种癌种中呈现失调势态,这提示了它们作为肿瘤生物学标志物的临床应用潜力。飞速发展的高通量测序技术使得在泛癌领域建立非编码RNA表达谱的分子表征成为可能。该文系统阐述了非编码RNA作为非侵入性肿瘤标志物的研究进展,评估了其作为肿瘤生物标志物的适用性,同时总结了近期的检测技术突破对肿瘤分子标志物发展的影响。     

血浆中氨基酸检测技术探讨

在血浆中检测游离氨基酸含量是临床诊断的重要手段之一。本文讨论了液相色谱法、氨基酸分析法、液质联用技术等几种血浆中氨基酸的检测技术,并介绍这些技术在氨基酸检测中的应用,为建立血浆中游离氨基酸的分析方法提供参考依据。     

表面增强拉曼散射技术无标记检测乳腺癌细胞来源外泌体

外泌体含有释放细胞的特异性物质,反映了释放细胞的组成成分,成为液体活检的重要物质。为了鉴别正常乳腺上皮细胞和乳腺癌细胞来源的外泌体,本研究采用表面增强拉曼(SERS)技术检测乳腺癌细胞MCF-7和人正常乳腺上皮细胞MCF-10A来源的外泌体,并且对比两种细胞外泌体的SERS光谱,筛选出相应的特征拉曼光谱。结果发现在800~1800 cm-1区域内,相对MCF-10A细胞,MCF-7来源的外泌体中归属于核酸的拉曼峰相对强度明显增高,且部分脂类峰强有所降低或部分特征峰消失,同时发现MCF-7还表现出其自己独特的拉曼谱型。此结果表明SERS技术可高灵敏度检测不同细胞来源的外泌体细微分子变化,可区分肿瘤细胞来源的外泌体与正常细胞来源的外泌体。SERS技术可作为癌症的早期检测和诊断的一种快速、无标记和无损的方法。     

一种检测kras基因突变的新型TB-ARMS qPCR方法的建立

在荧光定量PCR基础上建立一种简单有效并且高度灵敏的TB-ARMSkras基因突变检测方法,并对其检测性能进行评估,探讨其临床应用价值。针对kras基因8种常见的点突变类型,通过设计并优化突变特异性引物、野生型特异性封闭引物并综合应用突变富集扩增反应条件等多种手段,提高点突变检测的灵敏度和特异性,采用已知野生型基因组样品和构建的突变质粒作为标准品,进行方法学评价;通过对临床样本的检测及与现有商品化试剂盒的比较进行性能验证;通过对术前血浆和配对组织样品的对比检测,评估方法是否适用于血液样本的检测。建立了TB-ARMS kras突变检测的新方法,能检测的最低突变率可达到0.01%。通过综合采用野生型特异性封闭引物和突变富集扩增条件等方法证明了其0.01%的突变检测灵敏度。检测准确性优于现有商品化试剂盒,血浆DNA TB-ARMS qPCR检测结果与配对组织DNA测序结果相符合。因此,TB-ARMS kras基因突变检测方法具有广泛的临床应用价值,既适用于临床组织样品的检测,也可应用于液体活检。     

快速高效的DNA连接

DNA片段的连接在基因操作过程中应用广泛。通常情况下利用T4DNALigase必须经过长达16小时才能完成连接反应,而且反应常常受到DNA末端结构等的影响。宝生物工程（大连）有限公司（TaKaRa）的DNA连接系统（TaKaRaDNALigationKitVer。2）由于其独特的反应液体系,可以将反应时间缩短至半个小时,且不受DNA结构等的影响,大大地节省了反应时间,方便了实验操作。此外,在使用本试剂盒时,由于只需简单地向DNA溶液中加入一种溶液,可以在极小的反应体积下,短时间内高效地完成各种形式的DNA连接（图1、2）。并且反应液可以直接用…