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肿瘤患者血液中DNA可能发生这些变化……

|2022年11月09日| 浏览:1137
 

内容提要

2022年9月8日,一项发表在Nature Biotechnology杂志上的研究发现,一种新的多参数方法可以发现肿瘤患者中DNA和蛋白的变化
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研究截图

现状

本文通讯作者、魏茨曼科学研究所免疫学与再生生物学系的Efrat Shema博士表示:

  • 目前临床上用于检测和诊断癌症的许多传统方法都是侵入性的,过程比较痛苦,有时甚至有风险;
  • 而成像方法,如核磁共振(MRI)或正电子发射断层扫描(PET),需要昂贵且笨重的设备,而这些设备并不普遍适用。用于癌症筛查或诊断的有效血液测试可能提供一种有吸引力的替代方案;
  • 一些细胞破坏的副产物,包括癌症的DNA和蛋白,被释放在血液中,而我们知道如何收集和分析它们;
  • 一些针对癌症的血液测试已处于高级开发阶段,但大多数具有可能限制其使用的缺点。当第一批此类测试被开发出来时,它们寻找的是癌症的基因迹象,即突变,但这可能很难确定,因为突变的片段只占自由漂浮的DNA的一小部分。此外,这些突变并不总会导致癌症,也可能存在于健康人身上;
  • 可以对血液中发现的数百万个核小体进行分析以检测癌症。
第一作者Vadim Fedyuk博士表示:
  • 消除不适感意味着人们可能接受测试,这样有利于他们更早地发现癌症;
  • 利用液体活检诊断癌症的想法源于血液中含有自由漂浮的DNA和蛋白,这些DNA和蛋白是由健康人的死亡血细胞和癌症患者的死亡肿瘤细胞脱落的。

结论

通过对63例结直肠癌、10例胰腺癌和33种健康血浆样本的队列进行分析后发现:

  • 结合的DNA分子可能含有一个或多个甲基化位点。
  • 与未切除的结直肠癌患者的血浆相比,切除后结直肠癌患者的血浆表现出癌胚抗原(CEA)/无菌样激酶(MST1)比值的改变,并且与健康个体的血浆具有更高的相似性。
  • 早期癌症患者和健康个体的DNA甲基化水平以及CEA和CEA/MST1比率存在显着差异。TIMP1的水平在健康个体队列和晚期结直肠癌患者之间没有变化。
  • 在早期结直肠癌中已经发生了各种表观遗传改变。
  • 血浆分离核小体表观遗传学的技术(EPINUC)在为癌症诊断提供蛋白质生物标志物,表观遗传修饰及其组合的多重单分子测量方面的能力。

展望

第一作者Vadim Fedyuk博士表示:
  • 健康人群和患结直肠癌患者的核小体具有截然不同的表观遗传标记模式。这项分析涵盖了与癌症相关的六种不同的表观遗传修饰,以及各种其他癌症指标,包括来自死亡肿瘤的蛋白质片段,这是传统技术无法检测到的;
  • 我们所揭示的关于癌症的分子生物学与人工智能算法相结合,将机器学习应用于从这两组人获得的大型数据集。这一分析不仅是针对所有这些癌症标志物,而且还针对它们的组合和它们之间的关系。为了确保我们的发现不限于结直肠癌,我们还应用自己的技术来比较健康志愿者的血液核小体和胰腺癌患者的核小体。
通讯作者Efrat Shema博士表示:
  • 我们的算法可以在这类研究中以创纪录的确定性水平区分健康组和患者组之间的差异,准确率高达92%;
  • 如果有更多患者参与此项研究,这些发现可能会通过少于1毫升血液进行多参数血液检测和诊断癌症。在未来,由于分析中揭示的细节水平,这项血液测试的结果也可能通过建议每个患者的适配治疗方法来推进个性化医疗;
  • 在未来,我们的多参数方法不仅可以诊断各种癌症,还可以诊断其他在血液中留下痕迹的疾病,如自身免疫性疾病或心脏病。


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