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循环游离DNA在结直肠癌诊疗中的应用进展

作者: 河北网龙 更新时间: 2019年11月11日 19:01:48 游览量: 80

简述:

作者:徐婧 , 周有连 , 徐豪明 , 聂玉强 单位:广州市第一人民医院、华南理工大学附属第二医院消化科 ----------------------- 结直肠癌(CRC)是常见的消化系统肿瘤之一 , 近年来其发

作者:徐婧 , 周有连 , 徐豪明 , 聂玉强

单位:广州市第一人民医院、华南理工大学附属第二医院消化科

循环游离DNA在结直肠癌诊疗中的应用进展

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结直肠癌(CRC)是常见的消化系统肿瘤之一 , 近年来其发病率有逐渐上升趋势 。 研究显示 , CRC居我国癌症发病率和病死率的前5位 。 一直以来 , CRC筛查工作以粪便潜血结合结直肠镜为主 , 但面临内镜诊断流程多、患者依从性差、社区宣教普及困难等缺点 。 因此 , 寻找一种能够对CRC进行早期诊断和预后评估的肿瘤标记物刻不容缓 。 循环游离DNA(cfDNA)是1948年发现的细胞外碎片DNA , 主要来自细胞坏死、凋亡 。 肿瘤细胞释放的cfDNA通常称为循环肿瘤DNA(ctDNA) , 其中一些能反映肿瘤的特异性特征 , 包括体细胞突变和异常的DNA甲基化模式 , 被认为是极具临床运用前景的肿瘤标记物 。 与组织活检比 , 检测ctDNA有许多方面的优点:(1)检测方法相对微创;(2)ctDNA能很好地代表患者肿瘤的特征 , 有很高的特异性;(3)通过动态监测ctDNA定量和定性变化 , 可实时对患者的疾病复发和治疗疗效进行判断;(4)检测ctDNA能全面地了解肿瘤的遗传学信息 , 避免组织活检因肿瘤的异质性而漏掉肿瘤部分生物学特征 , 从而更好地对患者的个体化治疗提供选择 。 本文结合国内外关于cfDNA的最新研究 , 对目前检测cfDNA的方法和cfDNA在CRC中的应用进展作一综述 。

1.cfDNA检测方法

肿瘤细胞释放的cfDNA占外周血总cfDNA很小一部分 , 所以需要高敏感性的方法对其进行检测 。 常用的检测方法包括聚合酶链反应(PCR)和二代测序(NGS)包括全基因组测序和全外显子组测序等 。 基于实时PCR的检测方法广泛地应用于检测低线(LoD)为0.1%-0.5%的cfDNA测量 , 但当cfDNA用于检测或监测早期疾病时 , ctDNA的比例往往低至0.01% 。 最近发展出许多基于PCR改进的检测方法 , 包括基于等位基因定量PCR的Intplex技术 , 其敏感性范围为0.004%-0.014% , 以及乳液PCR技术如微滴式数字PCR(ddPCR)、BEAMing数字PCR等 , 其敏感性范围为0.001%-0.01% 。 PCR可对cfDNA中的遗传学改变有较好的检测 , 但存在每次只能分析少量位点的问题 。 而运用NGS可以在一次测序中同时对全基因组的遗传学改变进行测量 , 能显著提高早期CRC患者cfDNA中体细胞突变的鉴定 , 但全基因组和全外显子组测序的缺点是对于cfDNA的检测分析敏感性很低 。 新近出现的靶向测序方法 , 将分子条码和适当的生物信息学筛选步骤与DNA片段的深度测序结合起来 , 从而对其敏感性有所改进 。 除此之外 , 还有亚硫酸盐测序法、特异性化学标记法(hmC-Seal)等检测cfDNA中的表观遗传学特点 , 为cfDNA的检测赋予了更深层次的意义 。

2.cfDNA在CRC诊疗中的应用

2.1 cfDNA与CRC的诊断

cfDNA检测有微创性优点 , 使得这一方法可能成为肿瘤早期筛查的新手段 。 大量研究表明 , cfDNA水平的增高可能提示肿瘤的发生 , 不过cfDNA不仅来源于肿瘤细胞 , 也来自正常细胞的坏死和凋亡 , 故在循环中含量很低 , 易受多种因素影响 。 特别是当处于早期疾病时cfDNA的含量更低 , 所以利用cfDNA水平进行CRC筛查的敏感度和特异度都较低 。 Kopreski等在8例CRC患者中成功检测到其中5个KRAS突变的存在 , 但也在170个正常的没有肿瘤表现的个体中检测到37个有KRAS突变变化 。 与肿瘤相关的基因突变在少部分正常个体中也能被检测到 , 有些研究发现来自健康个体的样本中有0.45%-20%的cfDNA存在基因突变 , 尤其是TP53和KRAS突变 , 但结合甲基化水平能够提升cfDNA的敏感度和特异度 。

甲基化是表观遗传学的一种改变形式 , 在2004年 , Belinsky指出超甲基化可能是癌症发生和进展的关键因素 。 血浆cfDNA甲基化特征的检测相比cfDNA的定量和肿瘤特异基因突变水平 , 对肿瘤的早期诊断有更高的特异性 。 Liu等对68例终止治疗的常见晚期癌症患者血浆cfDNA中9 223个持续超甲基化CpG位点进行了全面的靶向甲基化测序 , 并以此进行甲基化评分 , 成功检测出57例患者癌症的存在且准确分辨出45个的潜在肿瘤类型 , 其中 , 甲基化评分对于CRC探测和分类的准确度最高 , 分别为96.3%、88.5% 。

甲基化模式于肿瘤病理的早期出现 , 而且在CRC肿瘤中表现突出 , 这些特点都使得它对CRC的筛查有着重要的意义 。 血浆中的循环SEPT9 DNA是目前对于诊断CRC的一种研究较多的甲基化标记物 。 Church等进行了一个大型的前瞻性研究 , 评估循环甲基化SEPT9 DNA在筛查人群中检测CRC的准确性 。 他们纳入了7900例计划做内窥镜的参与者 , 发现其中53例CRC患者 , 循环甲基化SEPT9 DNA在筛查人群中检测CRC的敏感度和特异度分别为48.2%、91.5% , 检测晚期腺瘤的敏感度为11.2% 。 上述结果显示 , 血浆中的循环SEPT9 DNA是CRC的潜在肿瘤标记物 。 类似基于甲基化cfDNA的研究众多:如IKZF1/BCAT1、NPY/WIF-1、ALX4、APC、SFRP2、SDC2等 。 结合多个甲基化生物标记物能提高cfDNA对CRC的早期诊断能力 , 但这仍需要更多的临床研究证明和敏感度更高的检测技术支持 。

此外 , DNA的羟甲基化也是表观遗传学的重要组成部分 。 5-羟甲基胞嘧啶不仅是主动去甲基化过程中的中间媒介 , 而且作为一个稳定的DNA标记 , 在肿瘤的早期诊断中发挥着至关重要的作用 。 已有研究发现 , 通过CRC患者和健康对照者血浆中5hmC的差异信号 , 能很好地分辨出CRC患者 , 利于CRC的早期诊断 。 总的来说 , 通过追踪cfDNA中的表观遗传修饰特点 , 我们可以进一步追溯该异常cfDNA的来源组织 , 从而实现对于CRC及其转移的早期诊断 。

文章链接:http://www.hbwanglong.com/jiankang/1186.html

文章标题:循环游离DNA在结直肠癌诊疗中的应用进展

2019年11月08日 15:23:26  河北网龙
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