何川教授亮點推薦中國學者成果：診癌從血液入手

　　芝加哥大學的何川（Chuan He）教授主要從事化學生物學、核酸化學和生物學、遺傳學等方面的研究。近年來在甲基化修 飾，尤其是5hmC和m6A等方面獲得了許多重要的發現。迄今已在Nature，Science等國際權威學術期刊發表了150余篇論文。曾榮獲美國癌癥 研究青年科學家獎，凱克基金會醫學研究杰出青年學者獎等多個獎項，并當選為頂級生命醫學研究院HHMI研究員。

　　11月24日，何川教授在《Cell Research》雜志上發表了一篇題為“Detecting hepatocellular carcinoma in blood”的文章，為我們亮點推薦了中國科學家近日在《Cell Research》上發布的一項重要研究成果。

　　液體活檢是早期診斷癌癥及預測治療預后的一種理性的方法，由北大成像中心湯富酬研究員、黃巖誼研究員與首都醫科大學彭吉潤教授領導的研究小組描述了采用一種甲基化CpG串聯序列擴增及測序方法，來分析循環游離DNA(ccfDNA)中超甲基化的CpG島，并進一步鑒別出了血液中有潛力檢測出早期階段肝癌的一些高性能標記物。

　　早期診斷對于癌癥防治至關重要。當能夠觀察到癌癥造成的生理后果時有可能已錯過了最佳的治療時間。傳統活組織檢查已被廣泛用于癌癥診斷，但難以對患 者頻繁進行這樣的活檢。在許多情況下也不可能對生長在深處組織中的實體瘤進行活檢。cfNAs提供了另一種選擇方案。盡管1948年科學家們就首次描述了 血液中存在cfNAs。然而直到近年測序技術的飛速進步，諸如DNA、mRNA和microRNAs (miRNAs)等cfNAs才被確認為是潛在的疾病標志。腫瘤組織凋亡和壞死可導致cfDNAs釋放到循環系統中；如果能夠開發出敏感、準確的方法，通 過這些cfDNAs可以揭露出對早期診斷至關重要的遺傳和表觀遺傳信息。

　　人類肝細胞癌是最致命的癌癥之一，漸進性累積一些表觀遺傳改變是它的一個重要特征，其中癌相關DNA超甲基化為診斷提供了一些不同的標記物。在整個 癌癥發育階段DNA甲基化模式可以發生改變。如果可以在腫瘤釋放的cfDNA中監測相同的DNA甲基化改變，或許能夠追蹤癌癥的發生，監測進展，并預測出 治療療效。盡管具有這些優點，由于只能從血漿和血清中獲得極少量的cfDNA，缺乏敏感性大大阻礙了當前的cfDNA檢測。cfDNA高度碎片化 （200~400 bp）增加了另外的挑戰。

　　面對這些挑戰，研究人員利用CpG串聯序列在人類基因組包含CpG島的啟動子中高度富集這一情況，開發出了一種叫做MCTA-Seq的方法。正常情況下這些CpGs不發生甲基化，但在肝癌中其往往超甲基化。釋放到血液循環中的cfDNAs攜帶了相同的超甲基化模式，由此提供了患者體內存在HCC的準確信息。

　　在這一新方法中，研究人員采用重亞硫酸鹽處理了cfDNA，由此未甲基化的C (胞嘧啶)會轉換為U (尿嘧啶)，而甲基化的C則不受影響。隨后他們利用一對引物來特異擴增包含超甲基化CGCGCGG的DNA位點，CGCGCGG序列常常存在于CpG島 中，往往在癌組織中甲基化。將焦點放在包含CGCGCGG的位點也許會錯過其他潛在的生物標記；但它提供了cfDNA甲基化檢測所需的敏感性。MCTA -Seq驗證數據顯示這一方法高度敏感且可重復，檢測極限低至7.5 pg（相當于約2.5個單倍體基因組。采用MCTA-Seq以高敏感度檢測出了在人類癌癥中頻繁超甲基化的一些現有生物標記物，如VIM、SEPT9、 NDRG2和RASSF18。這一方法提供了有關肝癌CpG島甲基化改變的充足信息。

　　研究人員利用這種新方法對來自肝癌患者、肝硬化和正常個體的血漿樣本檢測了腫瘤特異性CGI。鑒別出了兩類可用于早期肝癌診斷的生物標記物。

　　在文章的最后，何川教授指出新方法和標記物組合為檢測cfDNA中的DNA甲基化提供了一種新策略。其不僅在肝癌中，還有可能在其他的癌癥類型中具有廣泛地應用潛力。