腫瘤篩查診斷之DNA甲基化檢測
腫瘤是影響人類健康生活的重大疾病之一，隨著人類平均壽命的延長，惡性腫瘤對人類的威脅日漸增加。隨著疾病譜的改變，惡性腫瘤已經(jīng)成為導致死亡的主要原因之一。甲基化是蛋白質(zhì)和核酸的一種重要的修飾，調(diào)節(jié)基因的表達和關(guān)閉，與癌癥、衰老等許多疾病密切相關(guān)。
惡性腫瘤與腫瘤早篩
全球惡性腫瘤發(fā)病和死亡人數(shù)現(xiàn)狀
根據(jù)世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)（IARC）等發(fā)布的《2020年全球癌癥數(shù)據(jù)》顯示，2020年全球新發(fā)惡性腫瘤病例1929萬例，死亡病例996萬例，其中中國癌癥新發(fā)病例456.9萬例，死亡病例300.3萬例，分別占全球新發(fā)與死亡病例的23.7%與30.2%。我國新發(fā)惡性腫瘤人數(shù)和惡性腫瘤死亡人數(shù)均位居全球第一。
圖1. 2020年全球癌癥新發(fā)病例以及死亡病例分布（數(shù)據(jù)來源于IARC，東吳證券研究所）
腫瘤早篩可顯著提高患者生存率
對于腫瘤來說，目前最好的防治策略就是早篩早診，即早篩查、早診斷、早治療。結(jié)直腸癌是中國發(fā)病數(shù)排名前三的癌種，以結(jié)直腸癌為例，其10年疾病發(fā)展期可分為癌前病變、結(jié)直腸癌I期、II期、III期、IV期，診斷時各自的5年生存率分別為100%、91.8%、82.4%、57%和10.8%。
由此可見，腫瘤的早篩早診對于提升患者的生存率至關(guān)重要。根據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)，1/3的癌癥可以通過早期發(fā)現(xiàn)得到治療。
圖2. 結(jié)直腸癌疾病發(fā)展期示例（引自諾輝健康招股書）
DNA甲基化與腫瘤
DNA甲基化
DNA甲基化是基因表觀遺傳學修飾的一種重要方式，是指在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶（DNMT）的催化下，以S-腺苷甲硫氨酸為甲基供體，將活性甲基轉(zhuǎn)移至DNA鏈中特定堿基上的化學修飾過程。在哺乳動物中，DNA甲基化主要發(fā)生在胞嘧啶-磷酸-鳥嘌呤（CpG）島5′端胞嘧啶上，生成為5′甲基胞嘧啶（5-methylcytosine, m5C）。
DNA甲基化與腫瘤發(fā)生
近年來的大量研究表明，DNA異常甲基化與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及細胞癌變有著密切的聯(lián)系，主要原因在以下幾個方面：1.甲基化的CpG島二核苷酸中的胞嘧啶以較高的頻率脫氨基變成胸腺嘧啶，造成基因突變；2.抑癌基因和DNA修復基因由于超甲基化而沉默；3.癌基因甲基化水平降低而活化；4.基因組總體甲基化水平降低使轉(zhuǎn)座子、重復序列活化導致染色體穩(wěn)定性下降。
因此甲基化可以作為腫瘤等早期診斷的生物標記物和預后評估指標，對腫瘤的篩查和風險評估、早期診斷、分期分型、預后判斷及治療監(jiān)測都具有重要的意義。
DNA甲基化在腫瘤診斷中的應用
早篩早診
由于細胞轉(zhuǎn)化過程中的甲基化現(xiàn)象早于明顯的惡性表型出現(xiàn)，甲基化研究可以用于腫瘤的早期診斷。與傳統(tǒng)診斷方法相比，甲基化檢測具有早期、無創(chuàng)、快捷、靈敏度高等特點。
預后判定
甲基化改變與傳統(tǒng)的預后指標之間存在密切聯(lián)系，主要包括以下四個方面：1．甲基化改變與腫瘤分級、分期有明顯的相關(guān)性。2．DNA異常甲基化可促進腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。3．甲基化可作為腫瘤復發(fā)的獨立預測因子。4．甲基化影響生存期。
分子分型
在一個癌細胞中，可有多種基因同時被異常甲基化，每種腫瘤都有其自身一套異常甲基化基因，且某些基因異常甲基化具有腫瘤特異性。因此甲基化檢測可用于腫瘤的分子分型。
DNA甲基化檢測方法
隨著DNA甲基化研究的不斷深入，其檢測方法也層出不窮。這些方法針對不同研究目的，運用不同處理方法，幾乎涵蓋了從基因到基因組各個層次水平的研究。
根據(jù)研究水平，這些方法大致可歸為三大類：
基因組甲基化水平分析
如高效液相色譜法（HPLC）、高效毛細管電泳法（HPCE）。
候選基因甲基化分析
如甲基化敏感性限制性內(nèi)切酶-PCR/Southern法（MSRE-PCR/Southern）、重亞硫酸鹽測序法（Bisulfite Sequencing）、甲基化熒光PCR法(MethyLight)、甲基化特異性PCR（MS-PCR）、焦磷酸測序等。
基因組范圍的DNA甲基化模式與甲基化譜分析
如限制性標記基因組掃描（RLGS）、甲基化CpG島擴增（MCA）、差異甲基化雜交（DMH）等。
我國甲基化檢測試劑盒獲證情況
近幾年，基于DNA甲基化位點的檢測試劑盒陸續(xù)獲批面世。NMPA批準的甲基化檢測試劑盒均為熒光PCR法，主要原因在于熒光PCR法操作簡便，無需在PCR后電泳，且具有靈敏度高、特異性強、重復性好等特點。
根據(jù)NMPA官網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，目前甲基化檢測試劑獲得國家藥監(jiān)局注冊證的國內(nèi)企業(yè)有蘇州為真、上海透景、博爾誠、廈門艾德、基因科技、杭州諾輝健康以及廣州康立明等7家企業(yè)；甲基化檢測種類涉及septin9、SHOX2、RASSF1A、RNF180、SDC2、MGMT、BMP3、NDRG4等；涉及的檢測項目包括胃癌、結(jié)直腸癌、大腸癌、膠質(zhì)瘤等。
表. NMPA批準的甲基化檢測試劑盒
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產(chǎn)品名稱 |
生產(chǎn)廠家 |
注冊證號 |
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人septin9基因甲基化檢測試劑盒（熒光PCR法） |
蘇州為真生物醫(yī)藥科技有限公司 |
國械注準20183400103 |
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人SHOX2、RASSF1A基因甲基化DNA檢測試劑盒（PCR熒光法） |
上海透景生命科技股份有限公司 |
國械注準20173403354 |
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RNF180/Septin9基因甲基化檢測試劑盒（PCR熒光探針法） |
博爾誠（北京）科技有限公司 |
國械注準20203400447 |
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人類SDC2基因甲基化檢測試劑盒（熒光PCR法） |
廈門艾德生物醫(yī)藥科技股份有限公司 |
國械注準20213400007 |
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septin9基因甲基化檢測試劑盒（PCR熒光探針法） |
博爾誠（北京）科技有限公司 |
國械注準20153401481 |
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人類MGMT基因甲基化檢測試劑盒（熒光PCR法） |
基因科技（上海）股份有限公司 |
國械注準20193400101 |
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人類SDC2基因甲基化檢測試劑盒（熒光PCR法） |
廣州市康立明生命科技有限責任公司 |
國械注準20183400506 |
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人septin9基因甲基化DNA檢測試劑盒（PCR熒光法） |
上海透景生命科技股份有限公司 |
國械注準20193400316 |
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KRAS基因突變及BMP3/NDRG4基因甲基化和便隱血聯(lián)合檢測試劑盒（PCR熒光探針法-膠體金法） |
杭州諾輝健康科技有限公司 |
國械注準20203400845 |
產(chǎn)品推薦
翌圣生物長期專注于分子酶產(chǎn)品的創(chuàng)新研發(fā)，對于DNA甲基化檢測，翌圣生物可提供高靈敏、高特異的qPCR相關(guān)產(chǎn)品及NGS建庫試劑。此外，翌圣生物還可提供個性化定制服務。
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產(chǎn)品類型 |
產(chǎn)品描述 |
產(chǎn)品名稱 |
貨號 |
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探針法qPCR試劑 |
超高靈敏度預混液 |
11211ES |
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超高靈敏度試劑盒 |
Hieff Unicon® C64P1 TaqMan Multiplex qPCR Kit |
13600ES |
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NGS建庫試劑 |
甲基化DNA建庫試劑盒 |
12211ES |
