潘道生物DNA甲基化活检黑科技助力“血液测癌”成为现实

1. DNA甲基化与肿瘤发生的关系

DNA甲基化是表观遗传学的重要组成部分,胞嘧啶甲基化(5-mC)在改变基因的时空表达、染色质的重塑、细胞分化、疾病发生等扮演着重要作用。DNA甲基化水平变化,包括CpG岛局部的高甲基化和基因组DNA低甲基化状态的改变,都可能导致细胞功能发生改变,进一步导致细胞癌变。

2.现有DNA甲基化检测技术局限性

临床甲基化检测主要应用甲基化特异性PCR(Q-MSP)技术,其局限性主要有灵敏度低且只能进行定性分析,通量小。结合PCR和亚硫酸盐转化进行sanger测序作为一代DNA甲基化测序的“金标准”,其不足之处在于仅能检测少量基因座、低通量、成本高 [2]。

杂交捕获代表技术有Illumina的基因分型芯片EPIC 850K(Methylation Array)和罗氏为代表的的TBS液相捕获SeqCap Epi系列方案。然而,亚硫酸盐转化联合基因捕获方法仍然存在一些不足:

  • 亚硫酸盐转化:损伤和降解DNA,造成DNA片段化和丢失,样本高起始量(ug级);
  • 亚硫酸盐文库存在明显的GC偏向性。
  • 杂交捕获富集技术:检测流程复杂,依靠多仪器设备、检测周期长、价格昂贵,限制了其在液体活检中的运用。

3.SCMS技术介绍

为了克服上述问题,潘道科技通过技术研发及自主核心算法开发,现推出专注临床甲基化应用的SmartCap Methyl -Seq技术(简称SCMS技术),具有捕获覆盖均一性好,起始量低至10ng,成本低,灵敏度高的特点。

SCMS采用全新活性蛋白转化技术取代亚硫酸盐处理,减少了DNA损伤,保持了片段完整性,同时降低了GC偏向性,再结合潘道研发的多重PCR扩增甲基化片段捕获核心技术,去除了Dimer的干扰,可同时实现多个基因甲基化DMR同时检测,基于该技术能够产生高质量的NGS文库,实现5mC高至1000X以上深度的可靠检测,最低仅需10 ng基因组DNA起始量,可应用于cfDNA检测等液体活检领域。

4.SCMS技术特点

  • 更灵活的技术应用:为客户提供个性化的DNA甲基化面板定制服务,支持不限物种的多基因共同检测。
  • 更准确的检测结果:创新的胞嘧啶转化方法完全改变了传统BS(亚硫酸盐)技术对DNA的损伤,更完整地保留了DNA多样性,提供了更准确、可靠的检测结果。
  • 检测区域更大:自主研发的多重扩增体系,可完成几十K到几百K区域的甲基化区域检测,,并达到单碱基分辨率,可应用于泛癌种筛查项目。
  • 靶向基因覆盖更均匀:探针设计的核心算法避免产生二聚体,结合二聚体去除技术,提高数据利用率和覆盖的均匀性。
  • 更低的DNA起始量:10ng起始量,使用少量石蜡切片即可检测,同时可检测外周血中频率极低的ctDNA中甲基化水平,使多基因早期筛查与实时预后监测相结合成为可能。
  • 更高的性价比:仅需市场捕获测序三分之一的价格便可对大规模样本进行科研或临床测试,对有甲基化多基因联合检测的科研工作者来说是非常好的技术方案。

5.SCMS的应用方向

目前,多基因联合检测已成必然趋,潘道科技SCMS产品突破技术局限性,为以下应用方向创造了低成本、低启动量、高度灵活、高精度的检测解决方案:

  • 肿瘤早期筛查panel开发,泛癌种筛查。
  • 癌症研究,如癌症表观药物研发、寻找癌症预后标志物(Biomarker)等。
  • 科研服务,如标志物筛查、胚胎发育及组织分化筛查、表观调控机制等。
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