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重磅研究!世界首创高通量甲基化无创检测新技术,可用于癌症早筛及溯源

动脉网 2017-03-08 10:32

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一周前,美国加州大学圣地亚哥分校张鹍教授刚在《Nature Methods》发表了评论性文章,就全球最新的单细胞分析方法做了点评。昨日,张鹍教授团队在《Nature Genetics》 上发布最新力作,世界首创高通量甲基化无创检测新技术,未来可以用于癌症无创早筛与溯源。


利用癌症标记物和组织特异性CpG甲基化模式的双重信号来检测和定位癌症


基于癌症患者体内的ctDNA,可进行癌症的早期检测,但这些方法却不能追溯到肿瘤发生的位置。张鹍教授表示:“了解肿瘤的位置对有效的早期检测至关重要。”


为了攻克这一问题,张鹍教授的团队开发出了一种新型液态活检技术,该技术不仅可以在癌症早期进行检测,而且能够实现组织定位。当癌症在身体中形成时,它与正常细胞竞争营养和空间,并导致正常细胞的死亡。而当正常细胞死亡时,它们将其DNA释放到血液中,因此研究者们可以通过这些DNA识别受影响的组织。


由于身体中的每个组织都有其独特的甲基化形式,所以可以根据该特性来对组织进行定位。在该新方法中,组织的定位是通过筛查CpG甲基化单倍型(CpG methylation haplotypes)标签实现的。


张鹍教授说:“我们偶然发现了这个方法。最初,我们采用常规方法,只想寻找癌细胞信号,并试图找出它们来自哪里。但是在该过程中我们还发现了来自其他细胞的信号,并意识到如果将两组信号整合在一起,实际上就可以确定癌症是否存在及其生长的位置。”


在研发过程中,首先研究人员搭建了10个不同组织(肝脏、小肠、结肠、肺、脑、肾、胰腺、脾、胃和血液)全部CpG甲基化模式的数据库。他们还分析了来自UCSD Moores癌症中心的癌症患者的肿瘤样品和血液样品,并搭建了一个癌症特异性基因标记物的数据库。


接下来,研究者们筛查了癌症患者和健康人的血液样本,寻找癌症标记物和组织特异性CpG甲基化模式的双重信号。该检测的工作方式类似于双重身份验证过程——在统计截点之上寻找到两种信号,则表明是一个阳性结果。


张鹍教授强调:“这是一项概念验证性研究。为了将这项研究推向临床阶段,我们需要与医生合作,进一步优化和完善这种方法。”


张鹍教授的这项研究无疑具有突破性的意义。肿瘤ctDNA液体活检与甲基化检测的全新组合,会重新修改我们对“肿瘤早筛”这一概念的认识,相关的产业前景也令人激动。据张鹍教授介绍,在该项研究中开发的“全新高通量甲基化无创检测技术”已经申请全球专利,并独家授权给他参与创建的公司——鹍远基因,以用于商业开发新的癌症早期检测。也许在不久的将来,全球“下一个”实力派癌症早筛公司就会因此产生,与此同时,这项新的技术能够帮助更多的人在早期发现癌症,并得到及时的治疗。


文章来源:测序中国


参考文献:

Shicheng Guo, Dinh Diep, Nongluk Plongthongkum, Ho-Lim Fung, Kang Zhang and Kun Zhang. Identification of methylation haplotype blocks aids in deconvolution of heterogeneous tissue samples and tumor tissue-of-origin mapping from plasma DNA. doi:10.1038/ng.3805


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张鹍教授 


● 现任美国加州大家圣地亚哥分校生物工程系教授;鹍远基因联合创始人兼科学顾问。

● 德克萨斯大学金力教授遗传学博士,哈佛大学George Church教授博士后。

● 2006年第一个实现单细胞全基因组测序,相关文章发表在《Nature Biotechnology》。

● 2009年与高远教授共同开发了第一个大规模DNA甲基化靶向测序技术,成为Nature Biotechnology封面文章。

● 2011年在Nature 上发表的关于诱导干细胞(iPSC)中存在基因组不稳定性的文章,成为当年全世界发表所有文章中引用数目前十位的文章

● 2016 Nature Biotechnology 刊登全球甲基化测序多中心比较文章,张鹍教授甲基化测序技术综合排名第一。

● 2016年领导完成美国脑基因组测序计划,最新单细胞测序成果最新发表于Science。



注:文中出现的采访数据,均由受访者提供并确认。

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