基于cfDNA进行多癌种筛查技术开发

①　项目背景

液体活检技术是通过血液、唾液、尿液等体液对疾病进行诊断的非侵入性筛检新技术，具有无创、高效和准确等特点。近年来，液体活检技术广泛应用于肿瘤的早期筛查、伴随诊断、个体化治疗和预后监测等众多领域。最常见的液体活检是对于血浆游离DNA（cell-free DNA，cfDNA）的检测，即检测肿瘤坏死或凋亡的细胞释放到血液中的DNA。在肿瘤患者的血液中，一部分 cfDNA 来自死亡的肿瘤细胞，其中包含了肿瘤细胞特有的基因组（点突变、插入、缺失等）、表观组（DNA甲基化等）上的变化，能够通过二代测序、PCR等技术平台进行检测。

DNA甲基化是基因表观遗传学修饰的一种重要方式，是指在DNA甲基化转移酶（DNMT）的催化下，以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体，将活性甲基转移至DNA链中特定碱基上的化学修饰过程。在人类基因组上，共有约2800万个CpG位点，其中60-80%的胞嘧啶发生了甲基化。DNA甲基化模式改变与肿瘤的发生、发展及细胞癌变有着密切的联系。甲基化改变早于突变，是肿瘤早期发展的标志性变化，且肿瘤相关的基因甲基化位点数量多，在基因组中成簇存在，易于检测，灵敏度较高，甲基化模式具有组织特异性，可实现癌症组织溯源，且容易与由于衰老造成的变异进行区分，特异性较高。

基于cfDNA甲基化检测的多癌种联合筛查策略，一次检测同时完成多种癌症的筛查和组织溯源，筛查成本将大幅相对低，且为无创操作，人群接受度有望极大提高。因此，基于液体活检的cfDNA甲基化检测的多癌联筛策略，尤为适用于肿瘤疾病负担较重的低卫生资源地区。

②　技术方案

直接基于纳米孔测序对cfDNA进行测序。纳米孔测序不需要高量的DNA输入，适用于低浓度、低丰度的cfDNA样本。这使得它成为cfDNA等无创检测方法的理想选择。便携式的纳米孔测序平台不需要复杂的样品处理步骤和PCR扩增，具有低建库成本和快速测序工作流程优势。 纳米孔测序不仅可以分析DNA序列，还可以利用其检测DNA甲基化模式。通过测量DNA分子通过纳米孔时的电流变化，纳米孔测序可以捕捉甲基化等表观遗传信息，这对于疾病早期诊断和监测具有很大的潜力。

③　项目目标

 筛选高灵敏度、高特异性及具有较好组织溯源性的表观组生物标志物；

 结合cfDNA甲基化标志物、流行病学和临床诊疗信息，构建和验证多模态、多维度的多癌联筛风险预测模型，实现对癌症风险的有效预测。