全基因组5hmC高通量检测技术,开启疾病防治新篇章

2019-05-23 15:06:01 16

精准医学——开启肿瘤精准治疗新时代

2011年美国学界首先提出精准医疗的概念,2015年美国启动美国“精准医疗计划”,掀起了全球精准医学的热潮,随后英国、日本等国纷纷响应成立专项研究,使其上升为国家层面的研究战略,在我国,肿瘤精准治疗已被列为国家“十三五”重大科研研究规划项目之一。


众多研究者致力于临床肿瘤与精准治疗的不断探索。常见的如分子靶向药物的应用,通过对肿瘤患者的基因测序,根据驱动基因,选择相应的靶向治疗药物,从而提高恶性肿瘤的治疗效果。


现阶段基因测序主要为基因突变检测,在临床方面主要应用于晚期癌症患者的个体化用药指导,主要集中在EGFR、ALK、BRAF、BRCA等癌症靶向治疗相关的基因突变检测,在这一领域,基因突变检测作用巨大,并且应用前景十分可观,但是目前证实有明确的驱动基因突变的癌症只占10%,绝大多数癌症的基因突变机理尚不明确,因此仅通过检测基因突变来癌症早期检测具有一定的局限性。癌症的发生除了突变的基因作祟外,还需要环境等各种因素的协同作用及基因的表观调控,这通常是一个长期的动态过程。

表观遗传学检测——肿瘤早期筛查新手段

DNA是存在于细胞核内的遗传物质,它由4种碱基组成,不同的碱基序列组成DNA的遗传信息。如果说一个乐曲有一个基本的乐谱,使用有限的几种音符来书写,并通过将这些音符进行不同的排列,就谱成了不同乐曲,基因突变就可以比作为“乐谱”出错,即碱基序列发生了错误;表观遗传修饰相当于“编曲”, 是对DNA表面上的一些蛋白或化学进行修饰,在不改变DNA序列的前提下影响基因最终的表达模式。


换言之,表观遗传修饰相当于人体第二道编码。表观遗传学为基于非基因序列改变所致生理上基因表达水平的可遗传变化,如DNA甲基化(5mC)羟甲基化(5hmC)、染色质构象变化、组蛋白修饰、小片段RNA和RNA修饰等。而近年来,越来越多的研究表明异常的表观遗传修饰会使基因错误地表达,引起代谢紊乱和疾病甚至肿瘤的发生,通过目前公认的液体活检方式,检测外周血中表观遗传标志物可达到检测癌症的目的。理论上,表观遗传学检测能够把所有的癌症都在早期检测到,特别是有高度异质性的肝癌,所以在癌症早筛和辅助诊断方面表观遗传学检测有巨大的潜力且临床前景明确。

5hmC——极具前景的表观遗传学肿瘤标志物

肝癌患者在早期无明显症状,甚至患病后较长时间毫无知觉,由于缺乏用于早期诊断的灵敏特异的生物标志物,肝癌患者常常错过最佳治疗期,临床预后差,一般就诊时已到中晚期,甚至已向肺部等处转移。目前运用传统检测手法,如AFP在肝癌早期诊断中的价值十分有限,有40%的早期肝癌患者无法被检测出,这成为影响我国肝癌死亡率的重要原因。因此,寻找新型的、高效的肝癌早期筛查方式显得尤为重要。基于表观遗传学在癌症早期筛查方面的特性,(5hmC)高通量检测技术的发明,为解决这一问题带来了新的可能。


5hmC高通量检测技术大幅提高肝细胞癌症检测的准确率(灵敏度达90%、特异性达94%)


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