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【昊阅读】甲基化检测技术应用于人类医学研究----5-6月研究进展速览


 
1基于尿液细胞DNA甲基化生物标记物模型实现膀胱癌监测


 
背景:
        目前用于检测和监测膀胱癌(BC)的标准方法均为侵入性或低敏感性。本研究旨在开发用于BC监测的尿液来源甲基化生物标志物模型,并在膀胱癌随访患者(PFBC)中验证该模型。
方法:
        在四个中心收集来自BC,对照和PFBC的尿液样品(N = 725)。经过筛选,共有626个尿样可供分析。从尿细胞中提取DNA,重亚硫酸氢盐处理后使用焦磷酸测序分析甲基化状态。一部分患者同时获得细胞学结果(N = 399)。在发现阶段,筛选了来自文献中的7个基因(CDH13,CFTR,NID2,SALL3,TMEFF2,TWIST1和VIM2),在111例BC和57例对照中进行标志物筛选和模型建立。基于回归模型获得的分类模型,在458个PFBC样品(173个复发)中进行验证。
 
结果:
       基于发现阶段的样本,开发了含CFTR,SALL3和TWIST1三个基因甲基化的分类模型。该模型在验证样本中AUC达到了0.741。细胞学结果可用于验证集的308个样本,AUC达到 0.696,而模型在复发亚组的AUC达到 0.768。将甲基化分类模型与细胞学结果相结合,在验证组中获得AUC=0.86,灵敏度为96%,特异性为40%,阳性和阴性预测值分别为56%和92%。
 
结论:
        三基因甲基化模型与细胞学结果的结合在实际临床中对PFBC具有高灵敏度和高阴性预测值。该模型可能适用于预测BC复发并减少BC患者随访中膀胱镜检查次数。如果只对模型阳性的患者进行膀胱镜检查,则可以避免36%的膀胱镜检查。
 
2 短平快的甲基化biomarker重新评估研究


 
        团队前期研究表明,ZNF331的异常启动子甲基化是结肠直肠癌检测的潜在生物标志物,具有高敏感性(71%)和特异性(98%)。这一发现最近得到其他研究团队的证实,并且另外提示ZNF331的启动子甲基化是结肠直肠癌的独立预后生物标志物(n = 146)。在当前的研究中,研究者将最初的结直肠癌样本扩展到423个癌症组织样本。经过检测,71%的样本中发现异常启动子甲基化,因此再次提示ZNF331用于检测结肠直肠癌的生物标志物潜力。此外,多变量Cox分析表明,ZNF331异常甲基化的结直肠癌患者总体生存率较低。
 
3 DNA甲基化与表达的整合分析,获取肿瘤诊断biomarker


 
背景:
        肝癌(HCC)是世界上最常见的癌症和致命疾病之一。 DNA甲基化改变在HCC中非常常见,并且可能在癌症发生和诊断中起重要作用。
 
方法:
       使用TCGA HCC数据集,我们将HCC患者分为不同的甲基化亚型,鉴定出差异甲基化和表达的基因,并分析DNA甲基化和基因表达的顺式和反式调节。为了找到潜在的HCC诊断生物标志物,我们通过比较375例HCC患者,50个正常肝脏样品,184个正常血液样品和来自3780例其他癌症患者的甲基化谱数据来筛选HCC特异性CpG,并基于逻辑回归构建模型以区分HCC患者与正常对照。后续使用三个独立的数据集(包括327个HCC样本和122个正常样本)和10个新收集的活组织对模型性能进行评估。
 
结果:
        我们确定了一组具有CpG岛甲基化表型(CIMP)的患者,发现CIMP患者的总生存率比非CIMP患者的总生存率要差。我们的分析表明,DNA甲基化和基因表达的顺式调控主要是负相关,而反式调控更为复杂。更重要的是,我们确定了6个HCC特异性高甲基化位点作为潜在的诊断性生物标志物。六个位点的组合在预测HCC方面达到约92%的灵敏度,在排除正常肝脏方面达到约98%的特异性,并且在排除其他癌症方面达到约98%的特异性。与以前发表的甲基化标志物相比,我们的标志物是唯一能区分HCC和其他癌症的标志物。
 
结论:
       总的来说,我们的研究系统地描述了HCC的DNA甲基化特征并为HCC的诊断提供了有希望的生物标志物。
 
 
 
4肿瘤ctDNA ---用于检测结肠直肠癌手术充分性


 
背景:
       ctDNA检测甲基化的BCAT1和IKZF1 基因,已经被证明对结直肠癌(CRC)有很好的检出敏感性。本研究目的是在CRC患者的组织和血液中检测甲基化的BCAT1和IKZF1,以探讨这些ctDNA生物标记物与癌症特征,组织中的甲基化和原发性癌症的手术切除之间的相关性。
 
方法:
       入选患有侵袭性CRC的患者,在诊断时以及任何治疗或手术之前收集血液。部分患者在手术切除时收集癌症和相邻的非肿瘤组织,并在手术后12个月内收集第二份血液样本(手术后样本)。从所有样品中提取DNA并测定甲基化的BCAT1和IKZF1以确定组织中的甲基化程度和血液中ctDNA的存在。
 
结果:
        在提供诊断血液样本的187例患者中,有91例有组织样本,93例提供至少一例术后血液标本用于生物标记分析。在86/91(94.5%)的癌组织中见到BCAT1或IKZF1的显著甲基化,其水平与癌症级别无关,但高于在相邻非肿瘤标本中观察到的甲基化水平(P <0.001)。 BCAT1或IKZF1的ctDNA甲基化在116例(62.0%)诊断病例中检测到,并且在高级别肿瘤(P <0.001)和远端肿瘤位置(P = 0.004)中有更高的检出率。在提供手术前和手术后血液样本的91名患者中,47名患者在诊断时ctDNA阳性,35名(74.5%)在肿瘤切除后变为阴性。
 
结论:
       这项研究表明,BCAT1和IKZF1甲基化是结直肠癌中的常见事件,几乎所有的癌症组织在两个基因中都显示出显著水平的甲基化。血液中ctDNA的存在与阶段相关,并且在手术切除后显示可快速逆转为阴性。因此,监测BCAT1和IKZF1甲基化水平或可告知手术切除的充分性。
 
 
5 粪便样本中特定位点的DNA甲基化分析

 
 
背景&目标:
         患有炎性肠病(IBD)的患者(包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD))患结直肠癌的风险增加(CRC)。已报道粪便样品中DNA甲基化模式的分析可检测IBD患者的CRC。我们试图在更大的队列中验证这些发现,评估粪便中DNA甲基化模式分析的准确性,以检测CRC和高度发育不良(HGD)与经ZDHHC1甲基化水平均一后目的基因甲基化水平相关性。
 
方法:
        我们从美国病例对照研究和2个欧洲监测人群获得慢性UC患者(n = 248),CD患者(n = 82),不确定结肠炎患者(n = 8),IBD伴原发性硬化性胆管炎患者(n=38)缓冲液保存的冷冻粪便样品。以上均为在结肠镜检查的肠道准备之前或结肠镜检查后至少1周收集的粪便样品。在研究样本中,患有IBD但没有瘤形成个体的粪便用作对照样本(n = 291)。从粪便中分离DNA,重亚硫酸氢盐处理,然后通过多重定量等位基因特异性实时PCR进行甲基化测定。我们分析了BMP3,NDRG4,VAV3和SFMBT2相对于ZDHHC1基因的甲基化水平,并将这些患者与CRC或HGD患者和对照进行比较。
 
结果:
        相对于ZDHHC1甲基化,BMP3和VAV3的甲基化水平确定了患有CRC和HGD的患者,曲线下面积值为0.91(95%CI,0.77-1.00)。这些基因的特定启动子区域的甲基化水平鉴定了12例CRC和HGD患者中的11例,具有92%的敏感性(95%CI,60%-100%)和90%特异性(95%CI,86%-93%) 。当应用全部样本集的90%特异性截断值时,病例对照,转诊队列和人群队列研究中假阳性结果的比例没有显著差异(P = 0.60)。
 
结论:
        对来自3项独立研究的粪便样品进行分析(包括332名IBD患者的粪便),我们将2种基因(BMP3和VAV3)的甲基化水平(相对于ZDHHC1的甲基化水平)与CRC和HGD的诊断相关联。这一甲基化模式鉴定CRC和HGD的特异性超过90%,可用于CRC监测。
 
 
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