液体活检新技术提高微小肿瘤检测灵敏度至75%

        液体活检，包括血液中游离 DNA (cfDNA) 的分析，可用于诊断、监测或对疾病进行分子分析。 尽管液体活检在肿瘤学、产前检测、传染病和器官移植监测中得到快速采用，但许多重要的临床应用需要更高的灵敏度。 在肿瘤学领域，提高循环肿瘤 DNA (ctDNA) 检测灵敏度的努力主要集中在离体测序和分析方法上。 然而，一个内在的挑战是体内 ctDNA 的稀缺，导致可供收集和分析的 ctDNA 很少。

        2024年1月19日，麻省理工学院和博德研究所（Broad Institute）的Carmen Martin-Alonso等在Science上发表了题为“Priming agents transiently reduce the clearance of cell-free DNA to improve liquid biopsies”的研究论文，为解决这一问题，他们开发了一种提高液体活检灵敏度的新方法。根据临床前实验结果，只要在抽血前的一两个小时注射一种包含纳米颗粒的试剂，检测微小肿瘤的灵敏度可以从原先的不足10%提高到75%以上。

        作者们假设如果能够瞬间减少体内cfDNA的清除，就可以增加循环中ctDNA的水平，并提高从抽血中回收的量。肝内巨噬细胞摄取和循环核酸酶降解是自然清除cfDNA的两种机制。在这项工作中，研究人员试图开发两种静脉注射启动剂，在抽血前1到2小时给药，以增强这些机制并促进ctDNA回收。研究人员使用了纳米颗粒来影响负责清除cfDNA的细胞和保护cfDNA不被分解的单克隆抗体(mAb)。

        研究人员首先研究了纳米颗粒启动策略，并确定了一种基于琥珀酰磷乙醇胺的脂质体剂，该脂质体在体外抑制cfDNA的摄取，并短暂地增加了健康小鼠血液中cfDNA的回收率。研究人员证实脂质体在肝脏中迅速积聚，肝内巨噬细胞是延长cfDNA半衰期所必需的。研究结果表明，DNA结合单克隆抗体与cfDNA组分之间的相互作用，导致了双链DNA对核酸酶的保护。在健康小鼠中，与天然mAb和同型对照mAb相比，通过改造mAb来消除Fc-γ-受体(Fcγ r)结合，增加了mAb在循环中的持久性，并从血液中恢复cfDNA。研究人员使用定制的ctDNA检测方法，追踪小鼠临床前癌症模型血浆样本中的1822个肿瘤特异性单核苷酸变异(SNVs)，研究人员还证明两项正交启动策略可使ctDNA的回收率提高10倍以上。而且，能够从ctDNA中获得更完整的肿瘤分子谱，并将检测小肿瘤的灵敏度从不足10%提高到75%以上。

       这项研究的意义在于新技术能提高微小肿瘤检测灵敏度，开发出两种不同类型的启动剂，并使用它们保护循环DNA免受损坏。这些启动剂能够增加血液中残留的DNA数量，并且即使在少量血液样本中也更容易进行检测。在小鼠癌症模型中，这两种方法都显著提高了液体活检的灵敏度，为临床肿瘤液体活检的应用又前进了一大步。

       原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf2341