研究人员开发了一种新的癌症检测方法,使定期监测变得负担得起

研究人员开发了一种新的癌症检测方法,使定期监测变得负担得起
富含cpg的dmr在GC含量高的区域高度富集。(A)不同基因组区域CRC组织与健康血浆之间DMRs的百分比。40%以上的DMRs存在于富含cpg的cgi中。(B) DMRs和Illumina 450K甲基化阵列探针在CGI中相对于基因组分布的比例。43%的DMRs和30%的Illumina 450K甲基化阵列探针位于0.76%的基因组中。(C)人类基因组随机生成的50万个200 bp片段中GC含量与CpGs数量的关系。GC含量高的片段在每个片段中也包含更多的CpG。(D)使用不同gc含量阈值每1000个片段检测到的不同癌症的DMRs数量。COAD,结直肠癌;BRCA,乳腺浸润性癌; LUAD, lung adenocarcinoma; KIRC, kidney renal clear cell carcinoma; UCEC, uterine corpus endometrial carcinoma. Fragments above 0.6 GC content contain nearly eightfold more DMRs across different cancers. (E) Workflow of Heatrich-BS to select for GC-rich fragments. GC-poor fragments are denatured by heat, and intact GC-rich fragments are selected by Y-adapter ligation. (F) Trend of GC content and read enrichment at CGI over a range of temperatures. Optimal enrichment is achieved at 88°C. Credit:科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abn4030

新加坡国立大学(NUS)的科学家们发现了一种新的低成本癌症检测方法。这项新测试被称为Heatrich-BS检测,它对经过加热的临床样本进行测序,以分离出在患者血液中发现的癌症特异性特征。

这种新方法为组织活检提供了一种有前途的非侵入性替代方法。从开始到结束的成本约为50新元(约37美元),而其他测序方法的成本高达1000新元。在助理教授周立锋的带领下,由新加坡国立大学设计与工程学院生物医学工程系以及新加坡国立大学健康创新与技术研究所的研究人员组成的团队,正在探索与行业合作伙伴关系,将他们的技术推向市场。

“当你有一个50新元的测试时,它打开了很多途径,因为它是负担得起的,所以你可以定期进行测试,”助理教授说,指出他们的检测方法有可能用于常规癌症监测。

癌症的液体活检

目前的癌症检测方法要么缺乏敏感性,要么过于昂贵,无法用于常规筛查。我们血液中的DNA它告诉我们的细胞如何合成蛋白质和其他重要的生物组成部分,是由我们身体的不同器官产生的。癌细胞还会向血液中释放DNA,通过分析可以检测到这种方法被称为液体活检。然而,筛选所有的在样本中——一种被称为全基因组测序的方法——可能是昂贵的和劳动密集型的。

一些临床医生将目标锁定在无细胞DNA中的癌症特异性特征上,这几乎就像在一大群人中寻找特定的面孔,而不是检查每一个个体。然而,周助理教授解释说,即使这样的方法也可能不完美。他说:“一些患者的癌症特征可能看起来略有不同,从而使他们能够通过筛查过程。”

研究人员开发了一种新的癌症检测方法,使定期监测变得负担得起
助理教授周立锋(右)、他的前博士学生Elsie Cheruba博士(左)和他们的团队开发了Heatrich-BS化验,这是一种经济实惠且高度敏感的癌症血液测试。这种新的检测方法在常规癌症监测中具有很强的应用潜力。资料来源:新加坡国立大学

一种更灵敏的测试,而且价格很低

助理教授Cheow的团队已经发现了一种方法,可以丢弃患者DNA中没有信息的部分,以锁定大多数癌症特异性生物标记物集中的位置。

我们的DNA由核苷酸分子组成:腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。癌症特异性特征往往集中在基因组中C和G核苷酸高重复的区域,被称为CpG岛,它们只占我们基因组的1%左右。

“我们正在进行一些不相关的实验,我们的一名研究人员加热了一个样本,”助理教授周说,他讲述了团队的意外发现,加热破坏了基因组中没有信息的部分,但CpG岛基本完好无损。这使得他们能够对剩余的基因组进行测序,并以市场平均价格的一小部分检测出癌症的存在。

他说:“与简单的蛋白质生物标记物测试相比,我们正在以几乎相同的成本获得一种更加敏感的检测方法。我们的方法实际上专注于对这些最重要的区域进行测序。”

新加坡国立大学的研究小组在科学杂志上发表了他们的发现科学的进步2022年9月9日,他们的发现也已经申请了专利。

造福患者、医生和科学家

Heatrich-BS检测已经在新加坡国家癌症中心进行了试验,用于监测结直肠癌患者。通过将他们的血液分析结果与病人肿瘤大小的CT扫描结果进行比较,研究小组发现,随着时间的推移,在病人血液样本中检测到的癌症特异性DNA的数量与他们的肿瘤大小之间存在高度相关性。

邹助理教授说:“透过这种方法,医生可以监测病人对治疗的反应,并调整他们的治疗方案。”他还指出,他们的方法有可能适用于所有类型的癌症,因为他们都证明了用癌症特异性生物标志物富集CpG岛的特性。“这是一刀切,”他补充说。

该检测方法还可能有助于加速未来的学术研究,帮助科学家以低成本研究不同类型的癌症,从而改善未来的发展诊断和治疗。

邹助理教授和他的团队目前正在探索如何通过与制药和制药公司合作,将他们的检测方法商业化这有助于将Heatrich-BS检测推向市场。他说:“我们对我们的结果感到兴奋,许可证的讨论正在进行中。”

更多信息:Elsie Cheruba等人,热选择在无细胞DNA中实现高度可扩展的甲基组分析,用于癌症患者的无创监测,科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abn4030
期刊信息: 科学的进步

引用:研究人员开发了一种新的癌症检测方法,使定期监测负担得起(2023年1月7日,12月5日)从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-12-cancer-method-regular.html检索
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