通过游离DNA表观基因组特征分析实现对异位肾细胞癌的检测与监测

学术   2024-11-23 19:39   中国  

*仅供医学专业人士阅读参考

血浆表观基因组分析助力精准诊断异位肾癌


异位肾细胞癌(tRCC)是一种侵袭性肾癌亚型,通常由涉及TFE3基因的融合驱动。由于与其他肾细胞癌(RCC)亚型的组织学特征存在重叠,tRCC经常被错误分类。因此,迫切需要开发准确诊断这种分子特征独特的疾病的方法。最近,通过血浆染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)对循环肿瘤DNA(ctDNA)进行表观基因组分析已成为检测和分子分型癌症的强大工具,并可能为实现分子融合的更敏感和特异性检测提供可能。本研究[1]旨在通过cfDNA的表观基因组分析,在血浆中检测tRCC,并将tRCC与肾透明细胞癌(ccRCC)区分开来。


研究方法




通过RNA-seq、甲基化DNA免疫沉淀测序(MeDIP-seq)和ChIP-Seq,对4个tRCC和5个ccRCC细胞系进行了特异性于tRCC与ccRCC的差异表达基因、甲基化区域和调控元件(REs)的鉴定。收集来自转移性tRCC患者的16份血浆样本、来自ccRCC患者的12份血浆样本和9份来自健康个体的血浆样本。进行了超低通量全基因组测序(ulpWGS)以推断ctDNA比例(TF),并进行了cfMeDIP-seq、H3K4me3/H3K27ac cfChIP-seq进行表观基因组分析。将来自细胞系分析的tRCC特异性区域的信号进行了汇总,用于每种标记。使用受试者工作特征曲线下面积(AUROC)评估分类性能。








































研究结果




总体而言,通过ulpWGS,16份tRCC样本中有8份和12份ccRCC样本中有5份的TF超过3%。与健康样本相比,所有tRCC样本在tRCC特异性启动子和tRCC特异性REs处的H3K4me3和H3K27ac cfChIP-seq信号均显著更高(p<10-6,AUROC=1)。此外,在tRCC样本中,与ccRCC相比,血浆中的H3K27ac信号在tRCC特异性REs处也显著更高(p<10-4,AUROC=0.95)。MeDIP-seq无法区分tRCC和ccRCC。






































研究结论




尽管所分析的多数tRCC血浆样本的TF低于3%,但所有样本均可基于cfChIP与健康样本区分开来。H3K27ac cfChIP-Seq还能够区分tRCC与ccRCC。cfDNA的表观基因组分析似乎是检测tRCC和将其与ccRCC/健康血浆区分开来的有力工具,对诊断和治疗指导具有潜在意义。


总结



本研究针对tRCC这一具有独特分子特征的侵袭性肾癌亚型,提出了一种创新的检测方法。鉴于tRCC与其他RCC亚型在组织学上的相似性导致的误诊问题,研究者们转向了血浆表观基因组分析,特别是针对ctDNA的分析,以期实现更精确的诊断。


研究首先通过RNA-seq、MeDIP-seq和ChIP-Seq等技术,对tRCC和ccRCC细胞系进行了深入的对比分析,鉴定出了两类癌症之间的差异表达基因、甲基化区域和REs。随后,研究者收集了来自tRCC患者、ccRCC患者和健康个体的血浆样本,进行了ulpWGS和表观基因组分析,包括cfMeDIP-seq和H3K4me3/H3K27ac cfChIP-seq。


结果显示,尽管多数tRCC血浆样本的ctDNA比例较低,但H3K4me3和H3K27ac cfChIP-seq信号在tRCC特异性启动子和REs处显著升高,使得tRCC样本能够与健康样本明确区分开来。而且,H3K27ac cfChIP-Seq还能够有效区分tRCC与ccRCC,但MeDIP-seq未能达到这一效果。


综上所述,本研究表明,基于cfDNA的表观基因组分析,特别是H3K27ac cfChIP-Seq,是一种有力且敏感的工具,可用于检测tRCC并将其与ccRCC和健康血浆区分开来。这一发现不仅为tRCC的精准诊断提供了新的思路,也为未来的治疗指导提供了潜在的生物标志物。随着技术的不断进步和研究的深入,这一方法有望在肾癌的个体化治疗中发挥更大的作用。

















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参考文献:
[1].Karl Semaan,et al.Detection and monitoring of translocation renal cell carcinoma via epigenomic profiling of cell-free DNA.

本材料由辉瑞提供,仅供医疗卫生专业人士参考,不用于推广目的。

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