检测组织活检中的细胞改变一直是癌症诊断的基础，然而，组织活检具有侵入性，且由于取样位置、取样频率的限制和对组织异质性的代表性差，常常会受到不准确的限制。20世纪40年代末，研究人员在机体血液中发现了无细胞的DNA（cfDNA），近些年来基因组学和计算分析技术的快速发展，如今，一篇发表在国际杂志Frontiers in Genetics上题为“Detection of Cell Types Contributing to Cancer From Circulating， Cell-Free Methylated DNA”的研究报告中，来自乔治城大学等机构的科学家们通过研究发现，对相关标签或DNA修饰的研究或有望帮助深入理解如何评估并可能调节癌症和其它疾病的疗法。

　　在细胞死亡过程中（组织再生的一个正常部分），cfDNA会从组织上脱落下来，而脱落的cfDNA可以从血液样本中分离出来，从而为整个机体提供正常和癌细胞死亡的读数，而并不需要采集侵入性的活检组织样本。研究者Anton Wellstein说道，采集肿瘤组织活检样本是一个不确定的过程，其通常或许并不能很好地代表整个肿瘤或指示其扩散过程；从另一方面来讲，利用血液或液体活检组织或能提供从所有类型细胞上脱落下来的cfDNA的同质性代表。

　　研究者指出，DNA短片段以及这些片段的化学修饰（甲基基团）或能告诉研究人员各自的DNA片段来自于哪些细胞类型，因为这些甲基化模式是特定细胞所特有的；通过利用cfDNA来比较多种形式的治疗对细胞所造成的损伤与统一组织中未受损伤的的正常细胞，研究人员就能分析出关于一个组织中的细胞如何受到疗法和其它外部力量的影响的宝贵数据库，而这些知识也是评估是否该疗法有效以及可能会导致哪些不良影响的关键。

　　组织和液体活检在肿瘤学中的补充作用。

　　Megan Barefoot博士说道，微调这些cfDNA分析的应用具有一定的挑战性，且需要在基因组测序水平和计算方面采取深入的方法；甲基化的cfDNA或能为检测机体细胞内的损伤开辟一种全新的微创方式；因为每个细胞通常都有数百个甲基标记，其可以非常具体地标记细胞的来源，就好像在杂货店结账时的条形码扫描仪告诉售货员一个特定产品的身份；结合生物学和计算分析技术，研究人员就能解析这些甲基化模式/分子条形码以便能追踪cfDNA的起源。而这些分析的最终结果也能帮助研究人员确定癌症的组织来源，比如还能帮助他们对比损伤细胞和健康细胞，以此来观察损伤的起源，尤其是如果其是因为某种类型的疗法所致。

　　这种方法还可以应用到任何通过促进组织中细胞损伤或死亡而影响组织平衡的任何疗法中，包括化疗、放疗和免疫疗法。综上，本文研究中研究人员讨论了新型的计算分析方法如何利用机体中循环的无细胞的甲基化DNA来识别并验证改变的组织平衡中的强大生物标志物；同时研究者强调了对cfDNA进行全基因组分析，以及结合遗传学和表观遗传学标志物来进一步识别出细胞类型特异性的特征；最终研究人员讨论了这些方法在临床肿瘤学研究中的实施机会和目前的局限性等。

　　原始出处：

　　Megan E. Barefoot, Netanel Loyfer, Amber J. Kiliti, et al. Detection of Cell Types Contributing to Cancer From Circulating, Cell-Free Methylated DNA, Frontiers in Genetics (2021). DOI:10.3389/fgene.2021.671057