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[分享] 技术 | 靶向富集测序,液态活检正在改变癌症检测和治疗的格局

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发表于 2024-10-13 15:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

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癌症是人类历史上发现的最普遍的疾病之一。虽然癌症筛查计划(如宫颈癌‘涂片’检测)已被证明是成功的,但对于大多数癌症类型,早期检测仍然是一个相当大的挑战。

传统的组织活检已经改善了癌症的预后。然而,它们是在发现肿瘤后才进行的侵入性程序,这往往发生在癌症晚期,而这个时候我们将更难进行治疗的时候。液态活检是早期癌症检测的一个令人兴奋的前沿领域,因为它们只需要一个血样,简单、快速、同时由更少侵入性。

在本文中,我们探讨了液态活检的重要性及其在癌症诊断和监测中的应用。

1、什么是液态活检?

液态活检包括对血液和尿液等体液进行采样和分析,以检测和分析癌症。液态活检中最常寻找的生物标志物是循环肿瘤DNA(ctDNA)。


无细胞DNA(cfDNA)循环肿瘤DNA(ctDNA)
起源由健康细胞、肿瘤细胞、胎儿细胞和移植的细胞释放出来。自由地在血液中循环由肿瘤细胞释放
数量通常在标准血样中的浓度为约10ng血浆中的浓度因病人和癌症类型而异
检测可以通过市面上的试剂盒轻易地从血浆中分离出来很难区分肿瘤cfDNA和正常cfDNA。低浓度和高片段化意味着需要高度特异性的检测方法
2、液态活检的靶向捕获测序

液态活检用于早期检测和常规监测,因为它创伤小,能进行实时监测,且手术时间较短[1]。

由于其浓度较低,在cfDNA中检测ctDNA类似于在足球场上寻找衣服针。靶向捕获测序类似于使用金属探测器来寻找大头针,因为靶向捕获板富集了特定的感兴趣区域[2,3]。



富集检测组合增强了液态活检中ctDNA的测序能力。



3、液态活检的应用

3.1、用于检测靶向捕获的ctDNA

当样本中存在极少量的ctDNA时,可以设计高性能的探针检测组合来富集ctDNA并检测特定的癌症类型。这些探针板可以设计和构建,以涵盖广泛的尺寸、靶向区域和复用要求。

主要优点包括:

  • 高均匀性和复现性;
  • 快速定制和优化;
  • 可扩展到>100万个探针。

3.2、用于癌症检测的甲基化测序

DNA的甲基化影响着基因表达和细胞行为。DNA甲基化的模式可以有很强的组织和肿瘤特异性。因此,通过NGS分析ctDNA甲基化可用于特定癌症的早期检测[4]。



3.3、用于检测癌症的外显子组分析

大多数致癌突变发生在基因组中编码蛋白质的那1%。由于全外显子组测序(WES)可以对蛋白质编码区进行集中、高效的测序,因此可以用来检测许多与癌症有关的突变,可以成为早期癌症检测的一个有用工具[5]。

外显子组分析可用于发现多基因特征的概况,如:


  • 突变谱
  • 拷贝数变异(CNV)
  • 单核苷酸变异(SNV)

3.4、无创的最小残余疾病(MRD)检测

有时,即使在明显缓解后,癌细胞也会持续存在,并继续导致复发。MRD检测的目的是检测这些微小的癌症痕迹。



常规液态活检可以检测和描述多种癌症类型的MRD,有可能提供来自单个或多个位置的肿瘤异质性的全面分子概述[6,7,8]。

诊断科学编辑团队收集、整理和编撰,如需更多资讯,请关注公众号诊断科学(DiagnosticsScience)。

参考文献


  • Arancio W, Belmonte B, Castiglia M, Di Napoli A, Tripodo C. Tissue Versus Liquid Biopsy: Opposite or Complementary?..Current Clinical Pathology. 2017:41-49. doi:10.1007/978-3-319-55661-1_4LOGO
  • Custom Panel Design For NGS | Twist Bioscience. Twistbioscience.com. https://www.twistbioscience.com/ blog/company-news-updates/Custom-Panel-Design- NGS. Published 2021. Accessed March 1, 2022.
  • Expanding Liquid Biopsy and DNA Sequencing tools | Twist Bioscience. Twistbioscience.com.https://www.twistbioscience.com/blog/science/Liquid-Biopsy- NGS-DNA-Sequencing. Published 2022. Accessed March 1, 2022.
  • Highly Sensitive Methylation Detection Using Enzymatic Methyl-seq and Twist Target Enrichment. Twistbioscience.com. https://www.twistbioscience.com/ites/default/files/resources/2021-11/TechNote_NGS_HighlySensitiveMethylationDetectionUsingEnzymaticMethyl-seqandTwistTE_11NOV21_Rev2.0.pdf. Published 2021. Accessed March 1, 2022.
  • Réda M, Richard C, Bertaut A et al. Implementation and use of whole exome sequencing for metastatic solid cancer..EBioMedicine. 2020;51:102624. doi:10.1016/j. ebiom.2019.102624
  • Pantel K, Alix-Panabières C. Liquid biopsy and minimal residual disease — latest advances and implications for cure. Nature Reviews Clinical Oncology. 2019;16(7):409-424. doi:10.1038/s41571-019-0187-3
  • Honoré N, Galot R, van Marcke C, Limaye N, Machiels J. Liquid Biopsy to Detect Minimal Residual Disease: Methodology and Impact. Cancers (Basel). 2021;13(21):5364. doi:10.3390/cancers13215364
  • Parsons H, Rhoades J, Reed S et al. Sensitive Detection of Minimal Residual Disease in Patients Treated for Early-Stage Breast Cancer. Clinical Cancer Research. 2020;26(11):2556-2564. doi:10.1158/1078-0432.ccr-19-3005

***

原文地址:https://zhuanlan.zhihu.com/p/543392860
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