PLoS Pathog：循環腫瘤DNA片段更短小 有助開發液體活檢新技術

2016年7月20日訊 /生物谷BIOON/ --根據一項發表在國際學術期刊Plos Genetics上的最新研究，循環腫瘤DNA與正常游離DNA在長度上存在差別，據此或可利用病人血液幫助開發檢測腫瘤DNA的液體活檢新技術。

液體活檢技術可以從血液中發現和診斷癌症，還可以幫助監測癌症複發，評估治療效果，但是這項技術仍然存在監測靈敏度的問題，大大限制了該技術的發展。美國猶他大學和華盛頓大學的研究人員發現，相比於正常細胞的DNA片段，來源於腫瘤細胞的循環DNA長度更短。

文章作者Hunter Underhill表示：「根據不同來源的循環DNA片段長度不同，可以檢測到實體瘤的存在。」

研究人員在多形性成膠質細胞瘤小鼠模型中發現了上述現象。在研究中他們將人的多形性成膠質細胞瘤幹細胞樣系導入小鼠腦部，隨後在血液中檢測到了人類ctDNA，他們對比了人類腫瘤來源ctDNA和小鼠正常游離DNA的差別，發現人類ctDNA的長度一般為134個鹼基，而小鼠正常游離DNA長度一般為167個鹼基。研究人員還將人類肝細胞癌細胞植入小鼠體內也發現了類似現象，這表明循環腫瘤DNA長度更短是相對普遍的現象。

隨後研究人員還對黑色素瘤患者和健康人體內的游離DNA進行了對比，他們發現黑色素瘤患者的游離DNA片段普遍更短。他們還對比了肺癌患者和健康人的游離DNA，結果表明肺癌患者來源的游離DNA長度也更短小。

研究人員對比了來自於EGFR T790M突變肺癌患者和健康人循環DNA測序文庫，結果發現當DNA片段比平均長度短20到50個鹼基時，該片段等位基因的突變率提升2.5到9.1倍。這說明短的游離DNA可提示更高的等位基因突變率。

作者表示，對短的游離DNA進行準確篩查將有助於等位基因突變及腫瘤的發現，但其中的機制還需要更多研究進行進一步揭示。（生物谷Bioon.com）

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Doi:http://dx.doi.org/10.1371/journal.pgen.1006162

Fragment Length of Circulating Tumor DNA

Hunter R. Underhill ,Jacob O. Kitzman,Sabine Hellwig,Noah C. Welker,Riza Daza,Daniel N. Baker,Keith M. Gligorich,Robert C. Rostomily,Mary P. Bronner,Jay Shendure

Malignant tumors shed DNA into the circulation. The transient half-life of circulating tumor DNA (ctDNA) may afford the opportunity to diagnose, monitor recurrence, and evaluate response to therapy solely through a non-invasive blood draw. However, detecting ctDNA against the normally occurring background of cell-free DNA derived from healthy cells has proven challenging, particularly in non-metastatic solid tumors. In this study, distinct differences in fragment length size between ctDNAs and normal cell-free DNA are defined. Human ctDNA in rat plasma derived from human glioblastoma multiforme stem-like cells in the rat brain and human hepatocellular carcinoma in the rat flank were found to have a shorter principal fragment length than the background rat cell-free DNA (134–144 bp vs. 167 bp, respectively). Subsequently, a similar shift in the fragment length of ctDNA in humans with melanoma and lung cancer was identified compared to healthy controls. Comparison of fragment lengths from cell-free DNA between a melanoma patient and healthy controls found that the BRAF V600E mutant allele occurred more commonly at a shorter fragment length than the fragment length of the wild-type allele (132–145 bp vs. 165 bp, respectively). Moreover, size-selecting for shorter cell-free DNA fragment lengths substantially increased the EGFR T790M mutant allele frequency in human lung cancer. These findings provide compelling evidence that experimental or bioinformatic isolation of a specific subset of fragment lengths from cell-free DNA may improve detection of ctDNA.

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