一項(xiàng)新研究利用兒童腫瘤的表觀遺傳特征來檢測、分類和監(jiān)測疾病。科學(xué)家們分析了血液中循環(huán)的腫瘤 DNA 的短片段。這些“液體活檢”分析利用了骨腫瘤獨(dú)特的表觀遺傳景觀，不依賴于任何遺傳改變，這在兒童癌癥中是罕見的。這種方法有望改善個性化診斷，并可能改善尤文肉瘤等兒童腫瘤的未來療法。該研究已發(fā)表在《自然通訊》上。
由圣安娜兒童癌癥研究所 (St. Anna CCRI) 的科學(xué)家與奧地利科學(xué)院分子醫(yī)學(xué) CeMM 研究中心合作開展的一項(xiàng)研究為兒童腫瘤的“液體活檢”分析提供了一種創(chuàng)新方法。這種方法利用了腫瘤泄漏到血流中的小 DNA 片段的碎片模式，這反映了許多兒童癌癥的獨(dú)特表觀遺傳特征。由 Eleni Tomazou 博士和 St. Anna CCRI 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)專注于尤文肉瘤，這是一種臨床需求未得到滿足的兒童和年輕人的骨腫瘤，展示了該方法在腫瘤分類和監(jiān)測方面的實(shí)用性，允許密切監(jiān)測癌癥治療，無需高侵襲性腫瘤活檢。
在腫瘤中，癌細(xì)胞不斷分裂，一些癌細(xì)胞在此過程中死亡。這些細(xì)胞通常將它們的 DNA 釋放到血液中，在那里循環(huán)并可以使用基因組方法(如高通量 DNA 測序)進(jìn)行分析。這種“所謂的液體活檢”分析為通常需要手術(shù)的傳統(tǒng)腫瘤活檢提供了一種微創(chuàng)替代方案，為個性化治療帶來了巨大希望。例如，可以經(jīng)常檢查腫瘤中的分子變化。然而，迄今為止，液體活檢在兒童癌癥中的應(yīng)用受到阻礙，因?yàn)樵S多兒童腫瘤幾乎沒有從血漿中分離出的 DNA 中可檢測到的基因改變。
利用腫瘤特異性表觀遺傳模式
來自垂死腫瘤細(xì)胞的無細(xì)胞 DNA 以小片段的形式在血液中循環(huán)。它們的大小既不是隨機(jī)的，也不是僅由 DNA 序列決定的。相反，它反映了 DNA 在癌細(xì)胞內(nèi)的包裝方式，并受這些細(xì)胞的染色質(zhì)(即 DNA、蛋白質(zhì)和 RNA 的復(fù)合物)結(jié)構(gòu)和表觀遺傳譜的影響。這是非常相關(guān)的，因?yàn)楸碛^遺傳模式——有時被稱為基因組的“第二個密碼”——對于人體內(nèi)不同的細(xì)胞類型具有不同的特征。表觀遺傳機(jī)制導(dǎo)致基因功能的變化，這些變化不是基于 DNA 序列的變化，而是傳遞給子細(xì)胞。
“我們之前確定了尤文肉瘤獨(dú)特的表觀遺傳特征。我們推斷這些特征性的表觀遺傳特征應(yīng)該保留在血液中循環(huán)的腫瘤衍生 DNA 的碎片模式中。這將為我們提供急需的早期診斷和腫瘤標(biāo)志物使用液體活檢概念進(jìn)行分類”，圣安娜 CCRI 基于表觀基因組的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)小組首席研究員 Tomazou 博士解釋說。
機(jī)器學(xué)習(xí)提高靈敏度
這項(xiàng)新研究對分析無細(xì)胞 DNA 片段的各種指標(biāo)進(jìn)行了基準(zhǔn)測試，并引入了 LIQUORICE 算法，用于根據(jù)癌癥特異性染色質(zhì)特征檢測循環(huán)腫瘤 DNA?？茖W(xué)家們使用機(jī)器學(xué)習(xí)分類器來區(qū)分癌癥患者和健康個體，以及不同類型的小兒肉瘤。Tomazou 博士說：“通過為這些機(jī)器學(xué)習(xí)算法提供我們廣泛的血液中腫瘤來源 DNA 的全基因組測序數(shù)據(jù)，分析變得高度敏感，并且在許多情況下優(yōu)于傳統(tǒng)的遺傳分析。”
標(biāo)簽： 兒童腫瘤
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