什么是cfDNA?

cfDNA（Circulating free DNA）简称循环(huan)(huan)(huan)游离DNA或者细(xi)(xi)胞游离DNA，是指循环(huan)(huan)(huan)血(xue)中游离于(yu)细(xi)(xi)胞外(wai)的(de)(de)高度片段(duan)化(hua)DNA。正常生理情(qing)况(kuang)下(xia)，cfDNA主要来(lai)源(yuan)于(yu)衰(shuai)老凋亡细(xi)(xi)胞基因(yin)组(zu)DNA的(de)(de)降解(jie)，当机体发生疾(ji)病(bing)时，如恶性肿(zhong)瘤(liu)、外(wai)伤、器官(guan)移植排异、组(zu)织(zhi)器官(guan)衰(shuai)竭和感染(ran)重大疾(ji)病(bing)等(deng)，异常坏死细(xi)(xi)胞会释放cfDNA进入血(xue)液(ye)循环(huan)(huan)(huan)。在临床研究的(de)(de)不断(duan)(duan)积累与支(zhi)撑之下(xia)，血(xue)液(ye)中痕(hen)量的(de)(de) cfDNA可(ke)以(yi)作(zuo)为基因(yin)检测的(de)(de)标志物，已广泛用(yong)于(yu)液(ye)体活检、无创产前筛查（NIPT）、肿(zhong)瘤(liu)的(de)(de)筛查、治疗监测、用(yong)药指导、以(yi)及(ji)感染(ran)性疾(ji)病(bing)诊(zhen)断(duan)(duan)等(deng)领域。

cfDNA如何(he)有(you)效保存？

由于(yu)(yu)体液(ye)样(yang)(yang)本(ben)中(zhong)存(cun)(cun)(cun)(cun)在的(de)靶cfDNA微乎其微，正确(que)(que)的(de)样(yang)(yang)本(ben)采(cai)集、处理(li)、运(yun)输和(he)(he)储存(cun)(cun)(cun)(cun)就显得(de)格外(wai)重要(yao)。cfDNA存(cun)(cun)(cun)(cun)在于(yu)(yu)血(xue)液(ye)、尿(niao)液(ye)、脑脊液(ye)、胸腔积(ji)液(ye)、唾液(ye)等多种体液(ye)中(zhong)，以血(xue)液(ye)样(yang)(yang)本(ben)为例(li)，可(ke)采(cai)用YALEPIC™ 游离DNA保(bao)(bao)(bao)存(cun)(cun)(cun)(cun)管，进行采(cai)样(yang)(yang)、保(bao)(bao)(bao)存(cun)(cun)(cun)(cun)、运(yun)输。其保(bao)(bao)(bao)存(cun)(cun)(cun)(cun)剂采(cai)用独特的(de)离体细胞保(bao)(bao)(bao)存(cun)(cun)(cun)(cun)和(he)(he)活性维持技术(shu)，能有效(xiao)稳定血(xue)液(ye)中(zhong)的(de)有核血(xue)细胞，避免细胞中(zhong)基(ji)因组DNA 的(de)释放，同时(shi)也可(ke)抑(yi)(yi)制(zhi)核酸酶的(de)活性，防止(zhi)血(xue)液(ye)中(zhong)的(de)游离DNA被降解。具有长(zhang)期保(bao)(bao)(bao)存(cun)(cun)(cun)(cun)和(he)(he)有效(xiao)抑(yi)(yi)制(zhi)背景gDNA污染(ran)的(de)优势，确(que)(que)保(bao)(bao)(bao)低(di)量样(yang)(yang)本(ben)中(zhong)低(di)频突变的(de)有效(xiao)检(jian)出，可(ke)获得(de)高产量和(he)(he)高质(zhi)量DNA，下游实验(yan)无抑(yi)(yi)制(zhi)效(xiao)应。

产品优势：

1）超长保存期：含特殊保护剂，cfDNA可保存14天；

2）温度范围广：在4-37℃不同温度(du)下（包括夏(xia)季高(gao)温），7天内cfDNA的(de)浓度(du)均未有显著变化；

3）品质稳定：负压(ya)稳定(ding)性高于(yu)99.9%，计入样本多样性，仍能保持溶血率(lv)、凝血率(lv)低(di)于(yu)3%；

4）灵活选择：有(you)玻(bo)璃(li)和(he)PET两(liang)种材质可(ke)供选择，PET材质可(ke)满足自动化提取需求(qiu)。

cfDNA有哪些检测(ce)方法？

除了检测cfDNA基因突变、融合和拷贝数变异、DNA甲基化检测之外，cfDNA分析的新技术包括片段模式、TSS覆盖率、TCR分析和微生物特征，具有广泛的临床应用。以肿(zhong)瘤检测(ce)应用(yong)为例，这(zhei)(zhei)些技术反映(ying)了(le)肿(zhong)瘤组(zu)织(zhi)中表观遗传修饰、免疫微(wei)环境和(he)(he)微(wei)生物(wu)(wu)组(zu)的(de)状态，需(xu)要深入了(le)解相关的(de)致(zhi)癌机制(zhi)以提(ti)供更多(duo)的(de)生物(wu)(wu)标志(zhi)物(wu)(wu)进行检测(ce)，例如(ru)参与肿(zhong)瘤起始的(de)关键转录因(yin)子和(he)(he)相关基因(yin)可作为TSS分析的(de)靶点。为了(le)有(you)效(xiao)地将这(zhei)(zhei)些新技术转化为临床应用(yong)，也有(you)必要对不同类型(xing)癌症患者进行进一步验证(zheng)。此外(wai)多(duo)种cfDNA分析方法的(de)结合将为未来的(de)应用(yong)增加价值，并提(ti)高模型(xing)的(de)特异性和(he)(he)敏感性。

cfDNA检(jian)测有哪些(xie)应用场景？

血中cfDNA在(zai)疾病的(de)早期诊断、预(yu)后、监测(ce)等方面具有重要潜在(zai)价值。其具体医学应用大致(zhi)包括以下方面：

产前筛查：

临床常规的产前(qian)(qian)遗(yi)(yi)传(chuan)学诊断都是通(tong)过绒毛膜取样或羊膜腔穿刺等有创(chuang)(chuang)性检(jian)测(ce)方法(fa)获得胎儿(er)的样本(ben)，采用不同(tong)的检(jian)测(ce)方法(fa)对胎儿(er)进(jin)行遗(yi)(yi)传(chuan)学分析，然而(er)这些有创(chuang)(chuang)性检(jian)测(ce)方法(fa)会导(dao)致(zhi)1%的胎儿(er)丢失率。许多年来，大量的研(yan)究致(zhi)力于探索(suo)一种无创(chuang)(chuang)性、经济、快速、准确的产前(qian)(qian)诊断方法(fa)。

随着孕妇血浆中游离胎儿DNA（cell-free fetal DNA，cffDNA）的发现，借助各种分子生物学技术针对cffDNA进行胎儿染色体疾病、单基因遗传病以及妊娠相关疾病的无创性诊断很快成为了该领域的研究热点。目前其临床应用主要包括对于高遗传风险孕妇的胎儿性别鉴定、胎儿RhD血型鉴定、染色体非整倍体疾病的大规模筛查以及某些单基因疾病的检测等，具有广阔的应用前景。

肿瘤检测：

外周血(xue)浆(jiang)中(zhong)的循(xun)环游离DNA（cfDNA）一(yi)直被视为液体(ti)活检的明星标志物，对(dui)癌症早筛有着重要价值(zhi)。在癌症患(huan)者体(ti)内，血(xue)液中(zhong)除了正(zheng)(zheng)常的红(hong)细(xi)胞(bao)、白细(xi)胞(bao)、来自正(zheng)(zheng)常细(xi)胞(bao)的游离DNA (cell free DNA, cfDNA)，还可以检测到(dao)一(yi)些(xie)来自肿(zhong)瘤(liu)的物质，包括循(xun)环肿(zhong)瘤(liu)细(xi)胞(bao) (Circulating Tumor Cell, CTC)、循(xun)环肿(zhong)瘤(liu)DNA (Circulating Tumor DNA, ctDNA)。

细胞在发生癌变的过程中DNA上会发生一系列的变异，因此肿瘤细胞的DNA与正常细胞的DNA存在诸多差异。这种差异既可以是染色体异常，也可以是基因变异，也可以是DNA上的一些化学修饰，比如DNA甲基化。ctDNA作为极具潜力的标志物被广泛的研究并应用于肿瘤的早期诊断、治疗方案确定、肿瘤疗效观察、肿瘤预后评估、肿瘤转移风险分析、肿瘤复发监测。

器官移植排异监测：

器官移(yi)植是(shi)治疗器官终末期疾病(bing)的(de)有(you)效(xiao)方法，受(shou)者(zhe)术后需长(zhang)期服用免疫抑制剂(ji)预防与(yu)治疗排斥反(fan)应，以保(bao)证移(yi)植物长(zhang)期存活(huo)。及时、准确地判断(duan)移(yi)植物损(sun)伤(shang)和进行有(you)效(xiao)治疗是(shi)保(bao)证移(yi)植物长(zhang)期存活(huo)的(de)关(guan)键(jian)因(yin)(yin)素。移(yi)植物严(yan)重损(sun)伤(shang)（主(zhu)要是(shi)急(ji)性排斥反(fan)应导致的(de)损(sun)伤(shang)）将导致部(bu)分细(xi)胞(bao)凋亡，使大量游离DNA脱落(luo)到外周血(xue)中，通过检测外周血(xue)中供者(zhe)来源细(xi)胞(bao)游离DNA(donor-derived cell-free DNA，dd-cfDNA)的(de)含量，因(yin)(yin)此用于器官移(yi)植状态的(de)监控。

cfDNA检测作为一种无创检测，具有检测风险低、灵敏度高、能够多次实时监测等特点，逐渐成为一种临床常规检测手段。dd-cfDNA水平检(jian)测有(you)望成为器官移(yi)植(zhi)术后检(jian)测移(yi)植(zhi)物损伤(shang)或急(ji)性(xing)排斥反应的(de)无创性(xing)动态指标。

病原体诊断：

在严重(zhong)感染患者(zhe)中(zhong)，早期发(fa)现病(bing)原微生(sheng)物对于指导(dao)临床(chuang)干预和(he)靶向性(xing)抗生(sheng)素的(de)(de)治疗至(zhi)关重(zhong)要(yao)(yao)。然(ran)(ran)而，目前(qian)临床(chuang)上及时准(zhun)确的(de)(de)诊断仍然(ran)(ran)面临诸多(duo)(duo)挑战。例(li)如常见的(de)(de)病(bing)原体很难或(huo)无(wu)法在体外培养、深部感染通(tong)常需(xu)要(yao)(yao)对感染组织进行手(shou)术侵入(ru)性(xing)活检才(cai)能(neng)作出诊断等问题。感染诊断的(de)(de)失败(bai)或(huo)延误会(hui)导(dao)致住院和(he)再(zai)入(ru)院时间的(de)(de)延长(zhang)以及死亡率的(de)(de)增加(jia)(jia)。此外，未确诊的(de)(de)患者(zhe)基本(ben)上均需(xu)要(yao)(yao)经验性(xing)广谱抗生(sheng)素的(de)(de)治疗，增加(jia)(jia)了不良副作用和(he)抗生(sheng)素耐(nai)药性(xing)的(de)(de)风险。同时由于大多(duo)(duo)数(shu)感染综合征的(de)(de)临床(chuang)表现难以区(qu)分，临床(chuang)迫(po)切(qie)需(xu)要(yao)(yao)准(zhun)确、快(kuai)速、全面的(de)(de)诊断方法。

对血浆中的微生物cfDNA 序列进行mNGS检测用于诊断来自体液的未知感染，具有检测周期短同时阳性率高等优势，是一种很有前途的诊断工具。 可以(yi)在不(bu)需要(yao)培养(yang)和预判的(de)(de)情况下(xia)，对临床样本中(zhong)的(de)(de)潜(qian)在病(bing)原体(ti)（包(bao)括病(bing)毒、细(xi)菌(jun)(jun)、真(zhen)(zhen)菌(jun)(jun)和寄(ji)生(sheng)虫(chong)）进行无偏(pian)倚(yi)检测，在检测周期(qi)、样本类(lei)型、阳性率等方面(mian)体(ti)现(xian)了巨大的(de)(de)优势。但在临床应(ying)用中(zhong)，微(wei)生(sheng)物的(de)(de)种类(lei)和感染部位(wei)都可能影响(xiang)血浆(jiang)中(zhong)微(wei)生(sheng)物cfDNA的(de)(de)浓(nong)度(du)。高浓(nong)度(du)的(de)(de)微(wei)生(sheng)物cfDNA通常(chang)可能为真(zhen)(zhen)实感染，而低浓(nong)度(du)的(de)(de)cfDNA可能为真(zhen)(zhen)实感染和未知临床意义的(de)(de)共生(sheng)/定(ding)植/污(wu)染微(wei)生(sheng)物。因(yin)此，最(zui)终(zhong)确定(ding)病(bing)原微(wei)生(sheng)物时，必须综(zong)合(he)考(kao)虑(lv)患者的(de)(de)整(zheng)体(ti)临床状况。

炎症等其他疾病检测：

此外(wai)，cfDNA浓度与外(wai)伤、烧伤的(de)损伤水平(ping)有(you)(you)关。高(gao)浓度cfDNA也(ye)用(yong)于ICU死亡的(de)预测(ce)，也(ye)可(ke)用(yong)于预测(ce)脓毒症和脓毒性休(xiu)克，无菌性炎症，心肌梗死和无影像学结果的(de)中风患者患病情(qing)况。在上述应(ying)用(yong)中，虽然目(mu)前(qian)血液中cfDNA分析尚未列为临床必需的(de)检测(ce)指标，但数以千计的(de)研(yan)究(jiu)论文和大量一期(qi)和二期(qi)临床试验的(de)数据(ju)，专家共识等(deng)将有(you)(you)力支持这一新技术在疾病防(fang)治(zhi)中的(de)巨大应(ying)用(yong)价值。