追蹤血液中DNA的來源的新技術(shù)

開放式eLife雜志今天報(bào)道了一種新技術(shù)，該技術(shù)可以追蹤血液中DNA的來源是哪些組織和器官。

稱為GETMap的方法可用于產(chǎn)前篩查，監(jiān)測(cè)器官-移植排斥反應(yīng)或測(cè)試體內(nèi)隱藏的癌癥。

中國(guó)香港特別行政區(qū)大學(xué)博士后研究員第-一作者蓋萬霞解釋說：“已經(jīng)證明，對(duì)循環(huán)游離DNA的分析對(duì)于篩查早期無癥狀癌癥是有用的。”“由于與癌癥相關(guān)的DNA改變存在于多種類型的癌癥中，因此可以將這種改變的檢測(cè)用作隱匿性癌癥的通用檢測(cè)方法。但是，對(duì)于檢測(cè)結(jié)果呈陽性的患者，您仍需要跟進(jìn)檢測(cè)例如通過全身正電子發(fā)射斷層掃描或PET掃描來找到腫瘤的位置。”

該團(tuán)隊(duì)還測(cè)試了GETMap是否可以檢測(cè)血液中腫瘤來源的DNA的來源。在兩名患有肝癌的患者中，他們發(fā)現(xiàn)攜帶突變的血漿DNA中有90%和87%來自肝臟。為了測(cè)試這一點(diǎn)，他們需要知道他們正在尋找的確切的腫瘤突變，并且如果腫瘤組織的位置未知，則腫瘤組織并不總是可用的。因此，研究小組試圖使用甲基化指紋圖譜直接從血液DNA中而不是腫瘤組織中識(shí)別出癌癥突變。盡管發(fā)現(xiàn)的突變較少，但肝臟仍被正確鑒定為腫瘤來源分子的來源。這表明GETMap可以幫助揭示血液中有腫瘤標(biāo)志物的人的隱匿性癌癥的組織和位置。

為了解決這個(gè)問題，研究小組開發(fā)了一種測(cè)試，用于尋找遺傳差異以及DNA的表觀遺傳變化(不影響DNA序列的變化)，即甲基化。我們細(xì)胞中的DNA具有*的甲基化“指紋”。比較血液中循環(huán)的不同遺傳類型的DNA分子(例如來自胎兒，移植器官或腫瘤的分子)的甲基化指紋圖譜與不同組織的甲基化指紋圖譜，可以識(shí)別DNA的來源。

該團(tuán)隊(duì)首先在孕婦中測(cè)試了他們的方法，他們知道孕婦的血液DNA將包括來自母親，胎兒或兩者的DNA。正如預(yù)期的那樣，GETMap發(fā)現(xiàn)帶有胎兒特定遺傳標(biāo)記的DNA僅帶有來自胎盤的甲基化標(biāo)記。另一方面，帶有母親特異性遺傳標(biāo)記的DNA分子帶有白細(xì)胞的甲基化標(biāo)記。攜帶母體和胎兒共享的遺傳標(biāo)記的DNA分子均來自兩種組織。

接下來，他們?cè)诜我浦埠蟮幕颊呔璜I(xiàn)的血液中測(cè)試了該方法。從血液中移植的器官中檢測(cè)到異常高濃度的DNA可能是器官排斥的跡象。但是，在移植后，移植受者的血液中通常會(huì)有無法解釋的激增的供體來源的DNA激增。如果僅使用遺傳標(biāo)記，則很難檢測(cè)器官是否被排斥。通過結(jié)合使用遺傳標(biāo)記和表觀遺傳標(biāo)記，研究小組確定了這種供體DNA激增的原因。移植后72小時(shí)，循環(huán)中的DNA只有17%來自肺部，而血細(xì)胞則只有78%。血細(xì)胞的這種令人驚訝的高貢獻(xiàn)很可能是由于從肺部移植血管中的血細(xì)胞中釋放出了DNA。隨著時(shí)間的推移，來自肺的循環(huán)DNA數(shù)量增加，而來自血細(xì)胞的數(shù)量減少。與移植成功的患者相比，新肺被排斥的患者血液中似乎還有更多的供體肺DNA。