基于血液的肿瘤早筛技术知多少

( S9 K% W: c. V: o
; o3 k! R+ \  l5 {

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。

8 \) j: J0 [4 i5 K" s, q" k

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。

! o% I: a# @0 p* D  P9 }& d

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）
- @$ w0 a$ a2 c4 ?" Y7 K

如何理解cfDNA和ctDNA?

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？

& _# \5 @4 ]8 I) f, b, @

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。

( b7 n# l) Q/ Y# q% e& o0 P

（参考于网络图片）

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。

cfDNA全基因组测序肿瘤早筛技术

" |1 B  M& {: j& h1 |+ W% `! 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。

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。

) c* t( {5 ^. d# ^& W

那么如何理解四个维度呢？

片段大小
  C  v8 l' P6 D2 o

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。
9 E( \! x- l4 |1 t" f

核小体印迹
2 [6 ?. y# G0 {

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。

拷贝数变异
$ C1 F4 V4 g" ]) U2 V) @9 z
  O7 i1 f1 Z; h4 G- C! _: w( l

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。

# Z4 }& ~5 a! U. R' h2 {

（可点击图片放大查看）

• 
  

  Q" }" ?& `* t. ?4 y+ v