“验血”就可以找到癌症病变,甚至还能区分癌症类型!

2018-11-21 绿谷生物 Nature
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近期,癌症研究领域传来一条重磅新闻:一支联合团队开发的一种新方法,能通过简单的“验血”,找到只属于癌症的DNA特征。由于这种技术的灵敏度极高,我们甚至可以只用几纳克DNA,就分辨出癌症的类型。这项研究今日也在线发表在了顶尖学术期刊《自然》上。

癌症为啥难治?很大一部分原因在于我们发现得不够早。现代快速的生活节奏下,许多人疏于打理自己的健康,身体稍微有一点点不舒服,根本就不会放在心上。直到迫不得已,社会精英们才会去医院检查身体。而一旦发现癌症,往往就已经病入膏肓。

那为啥不定期去做个体检,尽早发现癌症的苗头呢?一是价格,二是时间。说到底,高昂的金钱和时间成本让人们觉得不方便。于是怕麻烦的人就开始畅想,要是可以像验血一样,简单做个血检就能找到癌症发病的迹象,那该有多好?

既然普通人都想到了,科学家们还会想不到吗?近几年,无论是顶尖的生物学家,还是手握大量资金的风险投资机构,都对一种叫做“液体活检”的技术产生了极大的兴趣。故名思议,这种技术就是从人体的各种体液里进行“活体检查”,寻找疾病的蛛丝马迹。既然肿瘤也需要血液才能生长,血液里应该会有癌症留下的信息。

顺着这一思路,科学家们发现,循环肿瘤DNA(ctDNA)可能是一个不错的检测对象。这些DNA来自肿瘤,在人体内不断循环。如果能提取出这些DNA,对它们进行测序,并发现和癌症有关的种种突变,不就可以提前好多年发现癌症了吗?

这个设想看似天衣无缝,在实际操作上却遇到了不少困难。一般来说,需要使用“液体活检”的场合不多,一个是在癌症发病前寻找到疾病的苗头,一个是在癌症得到治疗后寻找复发的痕迹。但这两类状况都有一个共同点——癌症不严重,所以来自肿瘤的DNA样本并不多。和血液中来自正常组织的循环无细胞DNA(cfDNA)相比,它们的比例少之又少。想要找到相应的突变,谈何容易?

那除了DNA突变外,我们还有哪些指标可以检测呢?科学家们想到了表观遗传学。原来,不同的组织,不同的癌症,都会在DNA上留下不同的甲基化修饰。这种修饰较多,理论上应该不难检测。通过分析DNA的甲基化状况,我们就可以推断出,哪些DNA是来自肿瘤,哪些DNA是来自健康组织。在理想情况下,我们甚至还可以推断出肿瘤的类型。

在实验里,科学家们验证了初步的想法——通过分析甲基化的变化,我们能对循环肿瘤DNA进行有效检测。而为了解决cfDNA总体水平不高的难题,他们又对流程进行了优化,使用免疫沉淀技术,辅以高通量测序进行分析。科学家们指出,这种技术能有效使富含CpG(常见甲基化修饰位点)的区域得到富集,从而提高检测效率。

这种技术的实战效果如何?科学家们做了一个对比。他们获得了24名早期胰腺癌患者的血浆cfDNA,并使用另外24名健康人的样本作为对照。在两组样本之间,研究一共找到了14716个不同的甲基化修饰区域,得到不同修饰的CpG的数目高达45173。研究人员指出,这些数据足以表明,我们能够通过这种技术找到来自肿瘤的DNA。

在胰腺癌诊断上取得成功之后,科学家们自然开始设想,这种技术能不能用在其他癌症的诊断上。于是,他们又开始评估这种技术在肺癌、白血病、乳腺癌、膀胱癌等癌症中的应用价值。利用机器学习技术,他们开发的一款算法能够以很高的准确度去区分这些癌症。

在研究的最后,科学家们指出,这款技术还需要更多独立数据的验证。但对cfDNA甲基化进行分析,有望带来一种非侵入性、低成本、灵敏度高的早期癌症检测手段,造福患者。

希望在不久的将来,检测癌症就可以像验血一样容易,做到早发现,早治疗,把癌症扼杀在萌芽之中。到了那个时候,我们再也不会因为没有及时发现亲人的癌症,而抱憾终身。