血中织网“打捞”DNA

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研究人员正在进行相关实验

癌症一经发现,往往已是中晚期,错过了最佳治疗时机。早期筛查的一个判断依据,就是血液中肿瘤标志物的指标。一个在深创业的海归团队,针对血液中的游离DNA研发出两种工具,能将肿瘤标志物的抽提效率提高到了95%以上。

这个团队落户深圳,和南方科技大学共同成立了南科(Apostle)征途有限公司,致力于提高癌症检测准确率。团队核心成员包括葛东亮、张博、郭昕、曾文琦四位博士,分别来自哈佛大学、斯坦福大学等学府。日前接受本报记者采访时,南科征途团队表示游离DNA采血管已经上市,纳米磁珠试剂盒已经备案凭证,很快会推广到临床一线。

发现游离DNA如大海捞针

团队致力研究的癌症早期检测,针对癌症细胞特性而来。近些年,人们在癌症早期筛查上取得了一些突破,其中一项就是液体活检,比如化验血液。但是,化验血液寻找癌细胞有制约因素——游离DNA太难以被捕捉到了。

首先,游离DNA非常稀少。早期的恶性肿瘤直径通常不超过1厘米。肿瘤体积小,能释放产生的游离DNA总量也会很低,再进入到血液中,更加踪迹难寻。所以,要找到癌细胞游离DNA可谓大海捞针。

其次,这些“针”也非常脆弱。通常抽血之后两小时,游离DNA就会降解一半。同时,由于运输途中的颠簸摇晃,血液中白细胞破裂,细胞内的DNA被释放出来,会把本来就少的游离DNA覆盖住。

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MiniMax cfDNA无创管

针对性开发出两个“工具”

为了把血液中的游离DNA最大限度地富集出来,并进行后续检测,南科(Apostle)征途公司自主研发了两个工具。

第一个是真空抽血管MiniMax cfDNA无创管。和普通抽血管不同的是,无创管中添加了游离DNA保存液。

由于游离DNA已经游离于细胞之外,脱离了细胞的保护,非常容易受到破坏。保存液的作用,首先是抑制血液中的复杂成分,防止它们破坏和降解游离DNA。其次,它也抑制了血液样本在运输过程中,血液新陈代谢导致的游离DNA破碎和降解。

保证了样本完好,下一步就是游离DNA的抽提。南科征途公司研发的第二个工具,是具有三层结构的纳米磁珠技术。

在产品中的纳米磁珠以及一些外加组份的作用下,血液中的游离DNA会吸附在磁珠上,从而被抽提出来。与传统聚合相比,纳米磁珠是纳米级别的,可以实现跟DNA分子级别的相互作用,效率比传统技术高很多。南科征途的纳米磁珠已经实现了95%以上的游离DNA抽提。

另外,在结合了游离DNA之后,产品的特殊结构,能产生一个非常好的磁相应,实现游离DNA的高效富集。团队成员张博博士说,可以把纳米磁珠比喻成一张渔网,渔网进到血液中,在磁性作用下,可以把游离DNA给“捞”回来。

“滴血验癌”的说法并不严谨

肿瘤细胞的基因组突变是不断发生的。同一肿瘤种类内部不同的亚型之间,甚至同一名患者,在不同的时间点,进行两次采样,都有可能得到肿瘤基因组突变带来的不同结果,这也是肿瘤的基因抑制性。

肿瘤基因这种随时随地、千变万化的特点,给诊断方案的研发带来了挑战。因此,葛东亮博士团队研发了人工智能算法Triton,收集了3万多名肿瘤病人的基因组学数据,让机器去学习不同肿瘤之间的差异,从而帮助科学家们去设计更多游离DNA采血管、纳米磁珠这类能帮助更准确抓取肿瘤信息的产品,来辅助诊断和用药。

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在美国从事临床分子诊断的团队创始人曾文琦说,市场上“滴血验癌”的说法并不严谨,每次采血量要达到5-10毫升,才能得到足够的有效数据。“我们的主要研究是最大限度地保存并富集出肿瘤标志物,可用于肿瘤早期筛查、指导靶向治疗、检测预后复发等方面。这套方法还可用于无创产前、感染性疾病检测等方面。”曾文琦告诉记者。

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来源/众创龙岗、深圳商报

编辑/巫晓璇 编审/郭泓斌 监制/葛逸飞


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