已经开发了无细胞的DNA筛选分析,用于将CFDNA样品从50 bp到800 bp进行分离和分析,包括检测高分子量(HMW)DNA污染。cfDNA样品质量控制从来都不是那么容易 - 只需将贴皮系统加载到无单元的DNA屏幕截图设备,加载尖端和样品中的管条或96孔板中,然后每样品少于2分钟获得结果。
fi g u r e 1 cfDNA的差异反映了健康的衰老。(a)主成分分析(PCA)允许在Teo等人的队列中分层。(2019)基于CFDNA占用率的区域,该区域获得了100 Y.O.的核小体。与25 Y.O.相比的人健康的人25岁(黑色),70(橙色)和100 Y.O.(蓝色),以及不健康的100 Y.O.(紫罗兰)(Teo等人)。(b)基于全基因组区域的PCA,年龄组≤40至≥70y.o之间具有差异的核小体占用率。来自Cristiano等人队列的健康女性。(2019)。(c)Teo等人队列中不同年龄组之间CfDNA片段大小的分布。(d)Teo等人队列的NRL。对于每个人(圆圈),平均值(开放正方形),中值(水平线)和方差间隔(填充条)。(E和F)NRL的相关性和Peneder等人队列的年龄。(2021)(E)和Cristiano等。(f)。
国家指南建议对所有孕妇进行胎儿染色体异常筛查,其中大多数是非整倍体,即染色体数目异常。三体综合征是涉及 1 条染色体的 3 个拷贝的非整倍体。21、18 和 13 三体是存活至出生的最常见的胎儿非整倍体形式。使用母体血清和胎儿超声对这些疾病进行标准筛查存在许多局限性。无创产前筛查 (NIPS) 分析母体血清中的胎儿无细胞 DNA (cfDNA) 是传统血清筛查的潜在补充或替代方法。还提出了使用胎儿 cfDNA 的 NIPS 来筛查微缺失。已经有人提议使用胎儿 cfDNA 进行双胞胎合子的产前检测,以便为双胞胎输血综合征和其他单绒毛膜双胞胎相关异常的早期监测提供信息。
无创产前检测 (NIPT):NIPT 胎儿评估孕妇血浆中存在的游离 DNA (cfDNA) 片段,以检测 21、18 和 13 三体综合征。NIPT 与超声和母体血清生物标志物不同,它利用的是胎儿遗传物质或胎儿 cfDNA,而不是表型特征。NIPT 与绒毛取样和羊膜穿刺术不同;它是非侵入性的,没有流产风险。胎儿 DNA 片段被认为主要来自胎盘,可能占母体血清中发现的总 cf DNA 的 6% 到 10% 或更多。NIPT 之所以具有吸引力,是因为它是一种非侵入性技术,可用于在妊娠 8 至 10 周内检测异常情况。胎儿 cfDNA 使用一种称为大规模并行测序 (MPS) 的技术进行测量,该技术可以识别和量化数百万个 cfDNA 片段。可以通过将该 DNA 与人类基因组或仅对胎儿特有的 DNA 进行比较来完成鉴定。一旦鉴定出 DNA 片段,染色体数量的任何增加都将表明存在额外的拷贝,这意味着测试呈阳性,并做出 21 三体综合征的诊断。MPS 可以从整个基因组中随机执行,也可以选择性地评估特定的基因组片段。与染色体选择性测序相比,随机选择具有更高的复杂性和更高的成本。NIPT 最早由美国妇产科学院 (ACOG) (2013) 推荐给有高风险生下唐氏综合症和三体综合征婴儿的患者
尽管它作为生物标志物具有很大的价值,但提取和净化的CFDNA传统上还是由于其在血液中的低浓度和高水平的破碎而提出了挑战。Revvity的Chemagic™技术提供了一种强大的解决方案来应对这些挑战。利用M-PVA磁珠技术2从大等离子体体积中提取CfDNA,DNA提取和纯化平台设计用于最大程度地提高产量和纯度。与先进的量化技术(例如液滴数字™PCR(DDPCR))结合使用,该工作流在早期癌症生物标志物研究中提供了无与伦比的精度和可重复性。
肿瘤衍生的细胞外囊泡(EV)包含包括DNA在内的核酸。几项研究强调了EV衍生的DNA(EVDNA)作为循环生物标志物的潜力,甚至证明EVDNA可以在敏感性方面胜过无细胞的DNA(CFDNA)。在这里,我们评估了EVS作为晚期胰腺癌患者肿瘤衍生DNA的潜在来源。eVDNA,以确定DNA是否主要位于内部还是外部(表面结合)电动汽车。为了评估方法学是否影响结果,我们使用四种不同的EV分离和差异离心分离进行分离以分离大型EV。我们的结果表明,电动汽车的DNA含量明显小于从相同的等离子体体积分离的CFDNA含量(p <0.001)。大多数检测到的EvDNA也位于囊泡的外部。此外,EV中肿瘤衍生的DNA的比例类似于CfDNA中发现的DNA。总而言之,我们的结果表明,作为肿瘤衍生的DNA来源的EvDNA的定量不会添加信息,至少在患有晚期胰腺癌患者中获得的信息。
体内细胞不断死亡,这个过程称为“细胞凋亡”,释放 DNA/RNA 进入血液。这种在血液中自由循环的 DNA 被称为游离 DNA (cfDNA)。
液体活检中癌组织DNA或CFDNA(无细胞DNA)的当前基因组和表观基因组分析依赖于单独的,时间和样品耗尽的技术来进行体细胞变异检测或甲基化分析。在这里,我们描述了使用Agilent Avida靶向富集溶液进行体细胞和甲基化分析的敏捷Bravo自动化液体处理平台的工作流程和性能。该溶液可以有效地分析低输入肿瘤DNA或CFDNA样品。Avida Duo工作流程可以高度敏感地检测单核苷酸变体(SNV),插入和缺失(Indel),拷贝数变化(CNV),转运(TL)和DNA甲基化谱,而没有任何样品分开。