基于少层MoS_(2)纳米片的光学生物传感器用于癌症标志物ctDNA的检测

癌症已成为威胁人类健康和生命的主要疾病之一。循环肿瘤DNA(ctDNA)检测作为一种实用的液体活检技术,在肿瘤诊断、靶向治疗和预后预测中具有重要的应用前景。因此,本课题研究了一种基于少层MoS_(2)纳米片的光学生物传感器用于癌症标志物ctDNA的高灵敏检测。首先,采用剪切剥离法制备少层MoS_(2)纳米片,并对制备条件进行优化,以制备横向尺寸较大、厚度均匀的少层MoS_(2)纳米片;其次,通过分散液吸光度的变化研究少层MoS_(2)纳米片在高浓度盐溶液中的加速聚集沉淀行为;然后,基于MoS_(2)纳米片对单链DNA的吸附力,研究了单链DNA对于盐诱导沉淀少层MoS_(2)纳米片的抑制作用;最后,利用杂交形成的双链DNA从少层MoS_(2)纳米片上脱落而导致的分散液吸光度的变化构建光学生物传感器,并通过cpDNA与不同浓度的ctDNA杂交对该传感器的性能进行检测。结果表明,当cpDNA浓度为100 nM时,浓度范围在25~100 nM的ctDNA与少层MoS_(2)纳米片分散液的吸光度呈反比线性关系。在401和448 nm波长处时,少层MoS_(2)纳米片分散液的吸光度与ctDNA浓度的线性回归方程分别为Y=0.23557-0.00070X,R^(2)=0.94222和Y=0.21253-0.00050X,R^(2)=0.95141。所构建的光学生物传感器成功地实现了对癌症标志物ctDNA的检测;为未来的体外癌症检测和诊断提供了一种有效的传感策略。

非小细胞肺癌ctDNA监测耐药相关伴随基因研究进展

肺癌靶向治疗显著延长了患者的生存时间,已成为晚期驱动基因阳性非小细胞肺癌患者标准治疗。但肺癌患者的基因状态是动态变化的,通过动态监测基因状态的变化,可早期发现与肺癌疾病进展相关差异基因和伴随基因,从而更加精准地实现对肺癌靶向治疗全程管理的全方位掌握。根据精确基因检测指导下的靶向药应用,有助于为患者提供更切实有效、更长期稳定的个体化靶向治疗指导,达到最佳临床获益。

ctDNA检测在非小细胞肺癌临床诊疗应用中的最新研究进展

非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)是一种高度致死性的恶性肿瘤,给人类健康带来严重威胁。传统的肿瘤诊疗方法存在许多局限性,而液体活检技术中的循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)检测由于其无创便捷、全面灵敏的特点,在NSCLC的个体化治疗和监测中引起了广泛关注。该文将综述近年来ctDNA检测在NSCLC临床诊疗应用中的最新研究进展,包括其在早期筛查、疾病诊断、肿瘤突变监测、治疗效果评估以及预后评估等方面的应用。

ctDNA测定和分析技术的进展

循环肿瘤DNA(ctDNA)已成为肿瘤早期诊断的关键病理检测手段。近年来,利用高通量测序(NGS)和聚合酶链反应(PCR)等技术,ctDNA在肿瘤基因组信息检测方面已取得重大进步。然而,鉴于外周血中ctDNA含量低和传统ctDNA检测技术的灵敏度及分析问题,科研人员已经开发出多种优化的ctDNA检测技术,并提出了相应的有效分析方法。本文将全面综述这些ctDNA的检测和分析方法,以便为液体活检的精确诊断提供深度参考。

动态监测ctDNA⁃MRD预测局部晚期NSCLC放化疗疗效

1文献来源Pan Y,Zhang JT,Gao X,et al.Dynamic circulating tumor DNA during chemoradiotherapy predicts clinical outcomes for locally advanced non⁃small cell lung cancer patients[J].Cancer Cell,2023,41(10):1763-1773.e4.2证据水平2b。

ctDNA检测在胃癌诊断和疗效预测中的价值

循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)来源于患者体内的肿瘤细胞,可以综合地反映肿瘤患者体内的肿瘤负荷,相较于单个部位的肿瘤组织活检取样偏差,血浆ctDNA可以即时反映患者体内的整体分子改变情况。目前检测ctDNA突变有两种常见方法,一种是在无肿瘤组织的情况下用高频突变基因探针进行靶向捕获,分析ctDNA突变,另一种是对肿瘤组织测序后,选取多个突变位点,定制个体化检测试剂盒,追踪ctDNA突变以评估突变负荷,即肿瘤特异性突变检测。ctDNA检测在胃癌的早期诊断、疗效评估和预后预测方面发挥重要的作用,一方面可以利用胃癌患者的ctDNA特征进行胃癌诊断,另一方面是通过检测ctDNA突变评估患者体内的微小残留病灶,预测患者的复发和预后以及对患者进行分层,筛选出需要进行后续治疗的患者等。综上所述,本文将对ctDNA检测在胃癌诊断和疗效预测中的应用作一概述。

ctDNA在妇科恶性肿瘤诊治中的研究进展

妇科中宫颈癌、卵巢癌和子宫内膜癌是女性生殖系统常见的恶性肿瘤,严重危害妇女健康。卵巢癌仍然是妇科恶性肿瘤中最致命的疾病,发病率逐年上升。对于这种恶性肿瘤来说提高早期诊断水平、争取治疗时机至关重要。我国妇科恶性肿瘤死亡率较高,主要的原因在于我国缺乏早期筛查、诊断方法,而当发现时多数患者已处于中晚期。目前在妇科恶性肿瘤早期检测和筛查、复发监测、治疗评估方面尚缺乏有效的检测手段。循环肿瘤DNA (circulating tumor DNA, ctDNA)是提供微创样本采集的主要液体活检方法。在许多类型的实体恶性肿瘤中都显示出诊断、预后和预测价值,最近的研究试图阐明它们在卵巢癌中的作用。本文对ctDNA的生物特性以及在妇科恶性肿瘤早期诊断与筛查、疗效评价、预测复发转移检测等方面进行综述。

Research progress on dynamic monitoring of ctDNA and drug resistance related concomitant mutations in non-small cell lung cancer

Owing to significantly prolonged survival,targeted therapy has become standardized recommendation for advanced non-small cell lung cancer patients with mutated driver genes.However,the genetic status of lung cancer patients is dynamic.By dynamically monitoring the evolution of genes status,differential genes and concomitant genes related to progressive disease could be confirmed early,so as to achieve a more accurate and comprehensive insight of the whole process management of targeted therapy for lung cancer patients.Under the guidance of accurate genetic testing results,it is helpful to provide patients with more effective,long-term,and stable individualized targeted therapy.

ctDNA甲基化与甲状腺癌术后复发的关系和临床意义

目的:探讨循环肿瘤DNA(ctDNA)甲基化与甲状腺癌术后复发的关系及临床意义。方法:选取2021年3月至2022年4月5例甲状腺癌术后复发患者为观察组,2例同期健康志愿者为对照组。通过Illumina高通量测序系统检测两组患者外周血ctDNA甲基化水平。通过DAVID基因功能分析平台对有显著差异的甲基化区域基因进行基因本体(GO)功能分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路分析。结果:两组样本差异ctDNA甲基化位点共7787个。其中2914个(37.4%)为高甲基化位点,4873个(62.6%)为低甲基化位点。GO功能分析表明差异甲基化基因富集于DNA−结合转录激活等分子功能、细胞−底物黏附等生物过程、糖蛋白复合体等细胞成分。KEGG通路分析表明差异甲基化基因富集于甲状腺癌信号通路、细胞黏附分子、RAP1信号通路、RAS信号通路、MAPK信号通路等。结论:ctDNA甲基化修饰可能参与甲状腺癌术后复发,监测外周血ctDNA甲基化水平可能成为提示甲状腺癌复发或转移、指导临床诊治的有效方法。

ctDNA在预测局部晚期直肠癌患者新辅助放化疗病理完全缓解的价值

目的探讨循环肿瘤DNA(ctDNA)在预测局部晚期直肠癌(LARC)患者新辅助放化疗(nCRT)病理完全缓解的价值。方法选取2020-03至2021-09陆军第八十二集团军医院招募的104例LARC患者为研究对象,收集患者基线资料、nCRT期间的血浆样本进行基因测序。分析ctDNA状态和治疗反应之间的关联。评估单独ctDNA、单独MRI及将ctDNA与MRI联合使用对预测病理完全缓解(pCR)的价值;并经logistic单因素及多因素分析,影响pCR的独立临床因素。结果104例中,有35例(33.65%)患者术后达到pCR,91例(87.50%)患者基线ctDNA阳性。pCR患者中手术前ctDNA阴性比例、ctDNA清除率显著高于N-pCR患者,差异有统计学意义(P<0.05)。在pTRG3级患者中ctDNA阴性比例、ctDNA清除率显著降低(P<0.05)。经Logistic单因素及多因素分析发现,ctDNA清除、cCR是影响pCR的独立临床因素。ctDNA清除联合MRI诊断pCR曲线下面积为0.937(0.885~0.989),比ctDNA清除或MRI单独预测价值更高。结论基于MRI获得的临床完全缓解标准联合ctDNA具有预测LARC患者pCR的价值。

Ⅰ期肺腺癌术后患者ctDNA动态变化对疾病预后进展的研究

非小细胞肺癌(NSCLC)约占肺癌患病总数的85%,30%左右的NSCLC确诊时已发展为Ⅰ~ⅢA期。手术是该病的主要根治方法,但ⅠA期~ⅢB期NSCLC患者术后5年总生存期呈持续下降趋势,虽然术后辅助化疗可提高患者术后生存率,但5年生存率提高有限,仍有部分患者存在复发的风险。因此,亟需通过精准检测,助力NSCLC患者精准治疗。近年来,微小残留病灶(MRD)备受关注,循环肿瘤DNA(ctDNA)可提示肺癌术后体内MRD的情况。相较于影像学检查,基于ctDNA进行MRD检测能更早地监测NSCLC患者根治性切除术后的复发和预后情况,为术后精准治疗提供依据。本文通过分析ctDNA检测的临床意义、预测价值、应用优势,评估其在预测术后I期肺腺癌患者预后及指导治疗中的价值。

外周血ctDNA二代测序在晚期非小细胞肺癌靶向治疗中的指导意义

晚期肺癌中约80%为非小细胞肺癌,非小细胞肺癌的主要治疗手段是靶向治疗,靶向治疗能否获益 取决是否存在靶向药物敏感基因。而在基因检测方面,相较于传统的组织活检,液体活检高通量测序检测可无创获得,并代表多个肿瘤部位,为肿瘤异质性和基因共变异的临床研究提供了更加有效的手段。外周血循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)作为液体活检的主要代表,主要来源于肿瘤细胞的凋亡、坏死以及肿瘤细胞分泌的DNA片段,也可来源于循环肿瘤细胞。在肿瘤基因分子分型、指导治疗、疗效动态监测、预测耐药等方面独具优势,通过DNA的分子分型可以指导晚期非小细胞肺癌的靶向治疗。本综述拟对近年外周血ctDNA基因检测在晚期非小细胞肺癌靶向治疗中的指导意义进行总结。

NSCLC患者ctDNA与病理组织中EGFR、PIK3CA基因突变检测结果一致性及影响因素

目的探讨非小细胞肺癌(NSCLC)患者外周血中循环肿瘤DNA(ctDNA)与病理组织中上皮生长因子受体(EGFR)、磷脂酰肌醇3-激酶催化亚基α(PIK3CA)基因突变检测结果的一致性,并分析其影响因素。方法纳入2019年12月—2020年12月我院收治的118例NSCLC患者作为研究对象。检测患者外周血ctDNA及病理组织中EGFR、PIK3CA及c-Met、TP53、FGFR1、BRAF、STK11、FANCA、KRAS、ERBB2基因状态,比较ctDNA与组织中EGFR、PIK3CA检测结果的一致性,并将患者分为一致组和非一致组;比较两组患者的临床资料,多因素Logistic回归分析影响检测结果一致性的因素;Kaplan-Meier法绘制生存曲线分析ctDNA检测EGFR、PIK3CA突变患者1年生存情况。结果ctDNA检测结果显示,84例(71.19%)患者检出至少1个EGFR突变位点,19del、L858R、T790M突变检出率分别为37.29%、23.73%、33.05%,33例(27.97%)检出至少1个PIK3CA突变位点,p.E545K、p.H1047R、p.E542K突变检出率分别为15.25%、9.32%、4.24%;组织检测结果显示,EGFR突变检出率为65.25%(77/118),19del、L858R、T790M突变检出率分别为35.59%、23.73%、31.36%,PIK3CA突变检出率为21.19%(25/118),p.E545K、p.H1047R、p.E542K突变检出率分别为12.71%、7.63%、3.39%;ctDNA中c-Met、TP53、FGFR1、BRAF、STK11、FANCA、KRAS、ERBB2突变检出率分别为1.69%、22.03%、2.54%、4.24%、5.08%、3.39%、1.69%、1.69%,组织中分别为5.93%、33.05%、2.54%、2.54%、5.08%、3.39%、2.54%、3.39%。ctDNA与组织检测EGFR、PIK3CA及总体的一致率分别为77.12%、71.19%和64.41%(Kappa=0.348,0.537,0.645)。多因素分析结果显示,肿瘤低分化、肿瘤分期Ⅳ期、骨转移、初诊未治是外周血ctDNA与组织中EGFR、PIK3CA基因突变检测一致性的独立危险因素(P<0.05)。ctDNA检测EGFR突变阳性患者生存率明显低于阴性患者,PIK3C A突变阳性患者生存率明显低于阴性患者(P<0.05)。结论外周血ctDNA与组织DNA检测PIK3CA的一致性良好,检测EGFR的一致性较差,肿瘤分化程度、分期、骨转移及初诊治疗情况均与检测一致性有关。

HBsAg ELISA+/HBV DNA NAT-献血者血清学与分子生物学特征分析

目的 了解西安地区无偿献血人群HBsAg ELISA检测结果与HBV DNA检测结果不一致的标本相关血清学标志物的分布情况。方法 收集2022年11月1日—2023年4月30日陕西省血液中心HBsAg ELISA+/HBV DNA NAT-(ELISA+/NAT-)标本共计71份,对其采用电化学发光法检测乙肝血清学标志物,同时复检巢式PCR扩增HBV S区和C区基因片段。结果 双ELISA+/NAT-标本(n=30)巢式PCR检测阳性率远高于单ELISA+/NAT-标本(n=41)(60%vs 24.40%,P<0.05)。前者献血者100%为初次献血者,血清抗-HBc阳性率100%,血清学模式以1、4、5此3项阳性(80%)为主;后者献血者中31.7%为重复献血者,血清抗-HBc阳性率仅为19.51%,血清学模式以单2项阳性(43.90%)和全阴(36.58%)为主。结论 单ELISA+结果存在较多假阳性,导致不必要的血液报废;而NAT-标本可能存在低水平的HBV DNA,产生漏检风险。建议针对单HBsAg ELISA+/NAT-献血者,采用多套系统多种方法追溯检测,提高献血者HBV筛查的准确度,减少不必要的血液浪费。

中年男性精子DNA碎片率对体外受精-胚胎移植妊娠结局的影响

目的探讨中年男性精子DNA碎片率(DFI)与精液质量和体外受精-胚胎移植妊娠结局的关系。方法共收集180例接受常规体外受精-胚胎移植治疗且男性年龄>38岁的精液标本。根据DFI的阈值分成(<30%和≥30%)两组。主要测量指标包括:常规精液参数、激素水平、DFI、受精率、优质胚胎率、临床妊娠率等。结果通过比较分析发现,DFI与男性卵泡刺激素(FSH)、精子活力、精子形态密切相关,且精子活力随着DFI水平的升高而下降(P<0.05);当DFI≥30%时,优质胚胎率下降(P<0.05),但两组的临床妊娠率差异无显著性(P>0.05)。结论DFI可以作为中年男性精液常规分析的重要参考指标,虽然DFI影响优质胚胎率,但与辅助生殖治疗的临床妊娠结局无关。

完带汤防治脾虚湿盛型外阴阴道假丝酵母菌病的临床疗效及对DNA损伤的影响

目的探讨完带汤治疗脾虚湿盛型外阴阴道假丝酵母菌病(Vulvovaginal candidiasis,VVC)的临床疗效及对DNA损伤的影响。方法将符合纳入标准的70例脾虚湿盛VVC患者随机分为完带汤组和氟康唑组各35例,治疗期间2组各脱落5例。氟康唑组采用150 mg氟康唑口服一次;完带汤组采用完带汤口服14 d。治疗后比较2组患者中医证候积分变化情况;评估2组患者临床治愈(Test of cure,TOC)率及临床缓解(Clinical improvement,CI)率;比色法检测阴道灌洗液中8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxydeoxyguanosine,8-OHDG)水平变化以评估DNA损伤情况;治疗后3月评估患者访视临床完全缓解(Follow up,FU)、真菌学转阴及复发率。结果治疗后,2组患者中医证候积分均呈现不同程度改善(P<0.05,P<0.01);完带汤组优于氟康唑组(P<0.05,P<0.01);完带汤组TOC、CI、真菌学转阴率与氟康唑组未见明显差异(P>0.05);但完带汤组FU及复发率均显著优于氟康唑组(P<0.05,P<0.01)。治疗后,氟康唑组阴道灌洗液中8-OHDG表达显著增加(P<0.001),完带汤组未见明显变化,显著低于氟康唑组(P<0.001)。结论完带汤总体临床疗效与氟康唑相当,但在改善中医证候、防止复发方面优于氟康唑,同时具有不加剧阴道细胞DNA损伤的优势。

不同运动方式对人体DNA损伤、DNA甲基化和端粒长度的影响

背景:运动不仅是改善身体健康和心理健康的有效手段,还对代谢性和心脑血管等疾病的发生、发展具有良好的干预效果,其原因与表观遗传因素有关。目的:总结不同运动方式对人体DNA损伤、DNA甲基化和端粒长度的影响,并分析运动调控表观遗传修饰的可能机制,以期为运动改善机体功能提供参考。方法:以“运动,有氧训练,急性运动,无氧训练,抗阻训练,DNA损伤,DNA甲基化,端粒”为中文检索词,以“exercise,sport,aerobic exercise,anaerobic exercise,resistance training,acute exercise,DNA methylation,DNA damage,telomere”为英文检索词。在PubMed、Embase、Web of Science、中国知网数据库中进行检索,并根据纳入与排除标准筛选文献,最终纳入70篇文献。结果与结论:①长期有氧、抗阻和无氧运动均能改善DNA损伤,其原因与运动可以提高机体的抗氧化能力有关。而急性运动则会通过上调活性氧和活性氮氧化物的表达进而加剧DNA损伤程度;②急性运动、长期抗阻运动和无氧运动在降低DNA甲基化方面具有积极作用,其关键机制可能是运动诱导的活性氧使氧化型谷胱甘肽/还原型谷胱甘肽比值和DNA甲基化转移酶、10-11易位酶的表达发生了改变,进而对DNA甲基化产生调控作用;③与其他运动形式相比,长时间有氧运动可能更具有增加端粒长度的潜在价值,其中的生物学机制涉及炎症、氧化应激、DNA甲基化和微小RNA的表达调控;④基于当前文献可知,有氧运动持续2年以上可以增加端粒长度,未来的研究也应进一步明确最佳的运动持续时间。

基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法

针对卫星图像在传输、存储过程中涉及的信息安全问题,该文提出一种新型的基于混沌理论与DNA动态编码的卫星图像加密算法。首先,提出一种改进型无限折叠混沌映射,拓宽了原有无限折叠混沌映射的混沌区间。之后,结合改进型Chebyshev混沌映射与SHA-256哈希算法,生成加密算法的密钥流,提升算法的明文敏感性。然后,利用混沌系统的状态值对Hilbert局部置乱后的像素进行DNA编码,实现DNA动态编码,解决了DNA编码规则较少所带来的容易受到暴力攻击的弱点。最后,使用混沌序列完成进一步混沌加密,从而彻底混淆原始像素信息,增加加密算法的随机性与复杂性,得到密文图像。实验结果表明,该算法具有较好的加密效果和应对各种攻击的能力。

PLR、微卫星状态及ctDNA对肢端恶性黑色素瘤术后复发的评估作用

目的 探讨外周血血小板/淋巴细胞比值(PLR)、微卫星状态及血浆循环肿瘤DNA(ctDNA)对肢端恶性黑色素瘤(AM)术后复发的评估作用。方法 选择行外科手术治疗的AM患者98例,收集患者临床资料,分析不同临床分期患者PLR、微卫星状态、ctDNA差异,采用Logistic回归分析影响患者术后复发的相关因素,建立ROC曲线分析PLR、MS、ctDNA对术后复发的诊断价值。结果 随临床分期增加,PLR、ctDNA水平、微卫星不稳定(MSI)占比逐渐增加(P<0.05);98例AM患者术后1年复发21例(21.43%),多因素Logistic回归分析显示,肿瘤厚度、病理分型、PLR、ctDNA值、MSI占比是AM术后复发的影响因素(P<0.05);ROC曲线显示,PLR、ctDNA、微卫星状态诊断术后复发的AUC分别为0.784、0.858、0.816。结论 PLR、ctDNA值及微卫星状态与AM患者病情严重程度有关,对患者术后复发具有一定的评估价值。

环境DNA技术发展及其在长江流域水生生态学领域的应用研究进展

长江流域鱼类资源丰富、生物多样性高。近年来,受人为干扰、环境变化等因素影响,鱼类资源急剧衰退,全面了解该流域水生生态学信息、进行长江大保护迫在眉睫。随着分子生物学技术的发展,环境DNA技术应运而生,其相比于传统调查方式更加高效、灵敏,应用领域更广;该技术的灵敏性使其非常适合于检测濒危物种、低密度物种入侵、瞬时和隐秘物种的存在,特别是当检测低密度物种的采样工作难以控制时,其敏感性、简便性和降低危害性的优势愈加显现出来。因此,该技术已被广泛应用于食品微生物、生物监测、群落生态学、古环境、保护生物学和生物入侵等领域的研究。介绍了环境DNA定义、发展史、研究方法与优劣势,在此基础上概述了其在长江流域水生生态学领域的应用研究进展,最后展望了环境DNA技术与环境RNA技术相结合的技术革新以及新一代测序手段、大数据及机器智能技术多技术结合助力该领域研究的前景,以期为长江流域持续性生态学监测提供借鉴和参考。