何川教授亮点推荐中国学者成果：诊癌从血液入手

　　

生物通报道  芝加哥大学的何川（Chuan He）教授主要从事化学生物学、核酸化学和生物学、遗传学等方面的研究。近年来在甲基化修饰，尤其是5hmC和m6A等方面获得了许多重要的发现。迄今已在Nature，Science等国际权威学术期刊发表了150余篇论文。曾荣获美国癌症研究青年科学家奖，凯克基金会医学研究杰出青年学者奖等多个奖项，并当选为顶级生命医学研究院HHMI研究员（延伸阅读：何川教授Cell阐析神秘的RNA表观遗传修饰 ）。

11月24日，何川教授在《Cell Research》杂志上发表了一篇题为“Detecting hepatocellular carcinoma in blood”的文章，为我们亮点推荐了中国科学家近日在《Cell Research》上发布的一项重要研究成果。

液体活检是早期诊断癌症及预测治疗预后的一种理性的方法，由北大成像中心汤富酬研究员、黄岩谊研究员与首都医科大学彭吉润教授领导的研究小组描述了采用一种甲基化CpG串联序列扩增及测序方法，来分析循环游离DNA(ccfDNA)中超甲基化的CpG岛，并进一步鉴别出了血液中有潜力检测出早期阶段肝癌的一些高性能标记物。

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早期诊断对于癌症防治至关重要。当能够观察到癌症造成的生理后果时有可能已错过了最佳的治疗时间。传统活组织检查已被广泛用于癌症诊断，但难以对患者频繁进行这样的活检。在许多情况下也不可能对生长在深处组织中的实体瘤进行活检。cfNAs提供了另一种选择方案。尽管1948年科学家们就首次描述了血液中存在cfNAs。然而直到近年测序技术的飞速进步，诸如DNA、mRNA和microRNAs (miRNAs)等cfNAs才被确认为是潜在的疾病标志。肿瘤组织凋亡和坏死可导致cfDNAs释放到循环系统中；如果能够开发出敏感、准确的方法，通过这些cfDNAs可以揭露出对早期诊断至关重要的遗传和表观遗传信息。

人类肝细胞癌是最致命的癌症之一，渐进性累积一些表观遗传改变是它的一个重要特征，其中癌相关DNA超甲基化为诊断提供了一些不同的标记物。在整个癌症发育阶段DNA甲基化模式可以发生改变。如果可以在肿瘤释放的cfDNA中监测相同的DNA甲基化改变，或许能够追踪癌症的发生，监测进展，并预测出治疗疗效。尽管具有这些优点，由于只能从血浆和血清中获得极少量的cfDNA，缺乏敏感性大大阻碍了当前的cfDNA检测。cfDNA高度碎片化（200~400 bp）增加了另外的挑战。

面对这些挑战，研究人员利用CpG串联序列在人类基因组包含CpG岛的启动子中高度富集这一情况，开发出了一种叫做MCTA-Seq的方法。正常情况下这些CpGs不发生甲基化，但在肝癌中其往往超甲基化。释放到血液循环中的cfDNAs携带了相同的超甲基化模式，由此提供了患者体内存在HCC的准确信息。

在这一新方法中，研究人员采用重亚硫酸盐处理了cfDNA，由此未甲基化的C (胞嘧啶)会转换为U (尿嘧啶)，而甲基化的C则不受影响。随后他们利用一对引物来特异扩增包含超甲基化CGCGCGG的DNA位点，CGCGCGG序列常常存在于CpG岛中，往往在癌组织中甲基化。将焦点放在包含CGCGCGG的位点也许会错过其他潜在的生物标记；但它提供了cfDNA甲基化检测所需的敏感性。MCTA-Seq验证数据显示这一方法高度敏感且可重复，检测极限低至7.5 pg（相当于约2.5个单倍体基因组。采用MCTA-Seq以高敏感度检测出了在人类癌症中频繁超甲基化的一些现有生物标记物，如VIM、SEPT9、NDRG2和RASSF18。这一方法提供了有关肝癌CpG岛甲基化改变的充足信息。

研究人员利用这种新方法对来自肝癌患者、肝硬化和正常个体的血浆样本检测了肿瘤特异性CGI。鉴别出了两类可用于早期肝癌诊断的生物标记物。

在文章的最后，何川教授指出新方法和标记物组合为检测cfDNA中的DNA甲基化提供了一种新策略。其不仅在肝癌中，还有可能在其他的癌症类型中具有广泛地应用潜力。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Detecting hepatocellular carcinoma in blood

Liquid biopsy is ideal for early diagnosis of cancer and for prognosis upon treatment. Lu et al. describe a methylated CpG tandems amplification and sequencing method to profile hypermethylated CpG islands genome-widely in cell-free DNA, and further identify high performance markers in blood for potential detection of early stage hepatocellular carcinoma.