威尔·康奈尔医学院和纽约基因组中心等机构的研究人员近日开发出一种错误纠正的全基因组测序方法,能够更灵敏、更准确地检测血液样本中的肿瘤DNA,从而在癌症治疗后监测患者的疾病状态。
液体活检技术通过分析外周血中的循环肿瘤细胞和循环肿瘤DNA,可以实时监测肿瘤的动态和预后。然而,血液样本中的肿瘤DNA浓度极低,因此准确鉴定癌症的突变特征是一项重大的挑战。
近日,威尔·康奈尔医学院和纽约基因组中心等机构的研究人员开发出一种错误纠正的全基因组测序方法,能够更灵敏、更准确地检测血液样本中的肿瘤DNA,从而在癌症治疗后监测患者的疾病状态。
这项研究成果于4月11日发表在《Nature Methods》杂志上,标志着早期癌症筛查也有望通过常规的抽血化验来实现。
研究人员在Ultima Genomics公司新推出的测序平台上进行了基准测试。他们证明,像这样的低成本平台能够实现非常高的测序深度,让研究人员能检测到极低浓度的循环肿瘤DNA。错误纠正方法的加入大大提高了该技术的准确性。
共同通讯作者、威尔·康奈尔医学院的Dan Landau博士表示:“我们现在正进入一个低成本的DNA测序时代,在这项研究中,我们正利用这一优势来实现全基因组测序,这在过去被认为是不切实际的。”
在这项研究中,研究人员首先证明了新测序平台成本低廉,让深度的全基因组测序成为可能,而旧技术的深度测序成本非常高。使用该平台,并以患者肿瘤中已知的突变模式为指导,他们能够检测患者血液样本中浓度仅为百万分之一的肿瘤DNA。
接下来,研究团队利用双链DNA中的冗余信息,采用错误纠正方法提高了这种技术的准确性。他们的研究表明,这种组合技术的错误率极低,因此原则上可以直接用于血液样本,而无需获取患者的肿瘤样本。
通过与其他研究团队合作,研究人员展示了该方法的潜力。这种灵敏度高且错误率低的方法仅依靠血液样本就检测到癌症患者中的极低肿瘤水平。在没有配对肿瘤样本的情况下,他们能够评估黑色素瘤和膀胱癌患者的疾病负荷。
第一作者、Landau实验室的博士研究员后Alexandre Cheng表示:“例如,我们能够看到癌症进展或复发患者的循环肿瘤DNA水平增加,而完全缓解或部分缓解的患者的循环肿瘤DNA水平下降。”
Landau博士说:“这些结果让我们能够畅想未来,也许可以仅仅通过抽血化验就能检测和追踪癌症。”
参考文献
Error-corrected flow-based sequencing at whole-genome scale and its application to circulating cell-free DNA profiling
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