正文
此外,根据研究者提出的检测方法,
仅需1-2 ml外周血即可完成rbcDNA提取和测序,2000万reads即足以达到分析精度,
可以预想基于rbcDNA的早筛在成本和便捷性上也具有很大优势。
虽然我们都知道,
成熟红细胞并不具有细胞核,但其内仍然有着残留的DNA。
这一现象早在19世纪末就已经被科学家发现,红细胞在脱核后胞内还存在微核(MN)。
微核是一种在细胞分裂过程中错误产生的核外染色质片段,被视为基因组不稳定的标志。在患者中观察到的微核频率增加与癌症、自身免疫性疾病、神经退行性疾病和心血管疾病有关。此外,微核也会导致非整倍体和异常基因表达,可能会驱动癌症的发生。
红细胞的微核可能是自发产生的,也可能来自外部应激诱导。例如有毒物质或辐射,就可能通过诱导造血干细胞和前体DNA损伤积累,造成终末分化红细胞中的损伤。由此猜想,
红细胞DNA也可能反应系统性应激或疾病状态,比如癌症。
研究者首先在健康个体中尝试分析rbcDNA的特征。提取1-2 ml外周血即可完成红细胞的纯化和rbcDNA提取。相较基因组DNA,rbcDNA大部分由短片段组成,平均长度4253bp,远大于中位长度167bp的游离DNA。2000万reads的浅层测序足以完成分析,成本相对较低,大人群应用是可能的。
接下来,研究者从236个健康供体和174个CRC患者处提取血液样本进行测序。分析结果显示,结直肠癌患者的rbcDNA具有明显不同的分布特征,健康人群的rbcDNA主要集中于转录活跃区域,而患者则常见转录沉默区域的异常富集或缺失。
研究者利用246个识别到的CRC相关rbcDNA特征训练模型,最终得到了一个基于16个CRC-rbcDNA特征的预测模型,能够以高达97%的AUC分辨CRC患者和健康人,敏感性达94%,特异性达96%。对测试集中I期、II期、III期患者的检出率分别达到89%(8/9)、100%(14/14)、91%(10/11)。