Natu壹竞彩re子刊:通过表观遗传特征来检测儿童

作者:ahao11    发布时间:2021-06-03 12:18    浏览::

一项新研究利用儿童期肿瘤的表观遗传特征来对疾病进行检测、分类和监控。科学家们分析了在血液中循环的肿瘤DNA的短片段。这种“液体活检”分析利用了骨瘤独特的表观遗传特征,有望改善儿童期肿瘤(比如尤文氏肉瘤)的诊断和治疗。

一项新的研究利用儿童肿瘤的表观遗传特征来检测、分类和监测疾病。科学家分析了血液中循环的肿瘤DNA的短片段。这种“液体活检”分析利用了骨肿瘤独特的表观遗传学特征,有望提高儿童肿瘤(如尤文氏肉瘤)的诊断和治疗。这项研究发表在5月28日的《自然通讯》杂志上。

在肿瘤中,癌细胞不断分裂,部分癌细胞在此过程中死亡。这些细胞通常会将其DNA释放到血液中,并在血液中循环。研究人员可以使用基因组学的方法来分析它,比如高通量的DNA测序。

这种“液体活检”分析可以取代通常需要手术的传统肿瘤活检,为个性化治疗带来了很大的希望。例如,人们可以经常检查肿瘤的分子变化。然而,到目前为止,液体活检在儿童癌症中的应用一直受到阻碍,因为从儿童血浆中分离的DNA几乎没有可检测到的遗传变化。

使用肿瘤特异性的表观遗传模型

垂死肿瘤细胞的游离DNA以小片段的形式在血液中循环。它们的大小既不是随机的,也不是仅由DNA序列决定的。相反,它反映了DNA在癌细胞中的堆积方式,受这些细胞的染色质结构和表观遗传特征的影响。表观遗传模式有时被称为基因组的“第二密码”,在人体的不同细胞类型中有显著差异。

表观遗传机制导致基因功能的改变,这种改变不是基于DNA序列的改变,而是可以传递给子细胞。游离DNA片段的分析带来了独特的机会,有助于了解肿瘤中的表观遗传调控,而不必通过手术去除肿瘤细胞,甚至不知道体内是否有肿瘤以及肿瘤的具体位置。

由奥地利圣安娜儿童癌症研究所领导的研究小组说:“我们以前就发现了尤因氏肉瘤独特的表观遗传特征。我们推断,这些特有的表观遗传特征应该保留在血液中循环的肿瘤衍生的DNA片段中。这将为我们提供急需的早期诊断和肿瘤分类的标志物。”

机器学习提高灵敏度

这项新的研究为分析游离DNA片段的各种指标设定了基准,并根据肿瘤特异性染色质特征引入甘草算法检测循环肿瘤DNA。科学家使用机器学习分类工具来区分癌症患者和健康个体,以及不同类型的儿童肉瘤。

圣安娜儿童癌症研究所的托马佐勒尼·托马佐博士说:“通过将肿瘤衍生DNA的全基因组测序数据输入这些机器学习算法,这种分析变得高度敏感,在许多情况下优于传统的遗传分析。”

当被问及潜在的应用时,她解释说:“我们的测试结果非常好,我们非常兴奋。但是,在成为常规临床诊断的一部分之前,还需要进一步验证。”科学家表示,这种方法可以用于微创诊断,并作为预后指标来监测哪些患者对治疗有反应。