卢煜明院士领衔解读血浆DNA片段学在液体活检的创新应用

4月12日，2024年大湾区肝病国际论坛暨消除病毒性肝炎大会在广州开幕。会上，中国科学院院士、香港中文大学医学院副院长卢煜明教授作为特邀嘉宾，为参会人员带来“血浆DNA片段学在液体活检的应用”专题报告，共同探讨和展望血浆无细胞DNA片段组学技术的应用前景与未来方向。

中国科学院院士、香港中文大学医学院副院长卢煜明教授作专题报告

液体活检（Liquid biopsies）技术是通过检测人体的血液和其他体液中细胞外的DNA分子，获取疾病信息的一种非侵入性的技术，对于早期肝癌的检测和监测具有潜在的重要性。

血浆无细胞DNA（Cell-free DNA, cfDNA）是细胞由于各种原因死亡后释放到血液中的DNA片段，这些DNA片段可以来源于多种组织，包括胎儿、肿瘤细胞、移植器官以及正常的血细胞等。根据近些年研究发现，cfDNA的产生并不是随机的，而且血浆cfDNA的片段大小、片段末端序列特征、表观遗传修饰等特征与疾病之间存在复杂的关系，由此诞生了新的组学技术：片段组学。

在本次报告上，卢煜明院士结合血浆cfDNA片段组学在无创性产前诊断、表观遗传学、肿瘤的早期筛查等领域的研究，为大家揭示了这一新兴组学技术在产前诊断、早癌筛查、癌症分级等领域的巨大潜力。

胎儿产前诊断：

由于孕妇血液中不仅存在胎儿的cfDNA片段，也会有孕妇自身的cfDNA片段。因此。现有的研究表明，胎儿cfDNA片段的大小与孕妇相比，存在明显的差异，据此，可以将胎儿的cfDNA从孕妇的cfDNA背景中分离出来，通过序列比对，对不同的染色体片段进行分类计数以确定比例，如果21号染色体序列比率升高，则怀疑21三体（唐氏综合症）。

肿瘤早期筛查：

肿瘤细胞在发生和进展中，死亡的肿瘤细胞的DNA碎片会释放到宿主外周血中，形成循环肿瘤DNA（circulating tumor DNA, ctDNA )。肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma，HCC）是全球范围内常见的恶性肿瘤之一，因为缺乏灵敏性和特异性俱佳的早期诊断标志物，大多数肝癌发现时就已经是晚期，严重影响肝癌患者的预后。AFP作为是一场常见的肝细胞癌肿瘤标志物，但是其灵敏度仅有56%。如果结合cfDNA片段组学技术，将血浆cfDNA与AFP作为联合诊断的生物标志物，对病毒性肝炎相关肝细胞癌的灵敏度可达80%，这无疑在病毒性肝癌早期筛查中具有重要的作用。

Fragment omics-based methylation analysis (FRAGMA)：

FRAGMA是卢煜明院士团队研发的一种全新早筛技术，主要基于片段组学的甲基化分析方法，提供了相对容易访问的隐藏在切割模式中的信号，能为无创产前检测、器官移植和癌症评估提供潜在的生物标志物。该技术的最终目标是，仅通过采集一点血液样本，就可以在早期一次性筛查出多种癌症。目前FRAGMA已进入研发转化过程。

cfDAN拓朴结构：

研究表明，血浆cfDNA具有多种拓朴结构，包括线性cfDNA和eccDNA (extrachromosomal circular DNA）。卢煜明团队在孕妇血浆中首次鉴定了eccDNA分子。这些eccDNA分子显示出双峰大小分布，峰值分布在〜202和〜338 bp，在两个峰的整个大小范围内观察到明显的周期性，表明它们的核小体起源。这项工作强调了血浆DNA的拓扑分析，为循环核酸研究和应用提供了新方向。

圆桌讨论群英共话血浆cfDNA片段组学技术应用

在卢院士精彩的讲座结束后，迎来了重要的专家讨论环节。该环节由广东省肝脏疾病研究所所长、广东省精准医学应用学会副会长、肝病分会主任委员、南方医科大学南方医院感染内科侯金林教授担任主持。参与讨论的专家有广州医科大学唐小平教授、南方医科大学黎孟枫校长，南方医科大学南方医院孙剑院长以及广东智慧医学国际研究院李明。现场，大家就血浆cfDNA相关技术在无创性产前诊断、早癌筛查、移植物功能监测、技术转化等重点领域展开热议。

讨论专家们一致认为，随着血浆cfDNA片段组学技术的不断发展和应用，可以预见其有望成为医学诊断的重要工具之一。尽管cfDNA在理论上提供了非常高的特异性和灵敏度，但在实际应用中，由于现有技术的限制，仍然存在一定的局限性，特别是对于小肿瘤或早期肿瘤阶段，cfDNA的量可能相对较少，导致筛查结果可能不够准确。通过提高诊断的准确性和便捷性，液体活检技术可以为患者提供更加个性化和精准的医疗服务，从而改善治疗效果，减少患者痛苦，提高生活质量。未来，随着血浆cfDNA片段组学技术的进一步发展，期待它在精准医学领域发挥更大的作用，为疾病的早期诊断、治疗方案的制定和监测、药物研发等方面带来更多的突破和进步，造福更多的人类。