基于cfDNA片段化模式的泛癌筛查模型的临床研究
螺旋矩阵cfDNA（cell free DNA）指存在于人体血液循环中的、游离于细胞外的高度片段化DNA。在特定情况下（如肿瘤患者、孕妇、接受器官移植的患者等），一小部分来自“异源性”细胞的cfDNA（如肿瘤细胞、胎儿细胞、或供体细胞）可以作为基因检测的标志物。其中死亡的肿瘤细胞破裂后所释放出来的、片段化的基因组 DNA也称之为ctDNA（circulating tumor DNA）。基于cfDNA检测的“液态活检”技术在产前诊断、肿瘤的筛查、早期诊断、治疗监测和预后评估等多个方面受到极大的关注。
目前，大量的研究发现癌症患者和健康个体的全基因组cfDNA片段化分布存在差异。血液cfDNA为癌症患者提供了非侵入性的诊断途径。cfDNA 在血液中的半衰期很短，只有约 16 分钟 [1]，因此 cfDNA 能够用于实时动态监测。多项实验表明肝、脾和肾参与了 cfDNA 的迅速清除。
cfDNA 不仅可在癌症病人或其他破坏性疾病病人的血浆或血清样本中检出，在健康个体中也能检测到。过去，由于健康人血浆中cfDNA 浓度通常很低，加之所用方法分析敏感度低，不能可靠地检测，因此，以前错误臆断它仅存在于病理标本中【2】。现代尖端生物技术的发展，采用实时定量PCR 或荧光染料法，可检测人体血液中的cfDNA。从而使对健康、亚健康群体和患者的 cfDNA监测成为可能。
许多研究者研究了不同癌症时，cfDNA对肿瘤复发及病人生存期的预后价值及对治疗反应的监测。在患乳腺癌、结直肠癌、肝癌、肺癌、胃癌、卵巢癌和前列腺癌的病人中，大多数病例出现较高浓度的cfDNA，是疾病生存期一个独立的危险因素，有不良后果【3】。比如，Banki 等【4】报道在食管癌手术切除的病人中，术后若 cfDNA 值不断增加，在追踪时通常表示早期复发，比标准参数癌胚抗原 (CEA)或影像信息要早，且特异性和灵敏度都更高。
多项研究表明纳入cfDNA 完整性指标能进一步提高cfDNA 检测的准确性。cfDNA 来源于凋亡和坏死的细胞。在凋亡时由于程序酶解的结果，自凋亡细胞中释放的 cfDNA 碎片有一致的大小，范围在185~200bp。肿瘤病人的血浆中 cfDNA 有更大比例来自于坏死细胞，其DNA 片段的长度分布与健康人不同【5】。基于这个现象，DNA“完整性指数”界定为较长 DNA 碎片与较短 DNA 碎片的比率，是 cfDNA 来源的指征，可在浓度基础上进一步修正肿瘤负荷。
螺旋矩阵公司通过结合cfDNA片段长度的分布情况结合代谢组学数据，可以大幅提高筛查准确性，目前正在山东第一医科大学附属省立医院进行大规模临床实验。
1. Lo YM, Zhang J, Leung TN, Lau TK, Allan MZ, Chang N et al (1999) Rapid clearance of fetal DNA from maternal plasma. Am J Hum Genet 64:218–224.
2. Steinman CR．Free DNA in serum and plasma from normal adults[J]．J Clin Invest，1975，56(2)：512-515．
3. van der Drift MA，Hol HE，Klaassen CH，et al．Circulating DNA is a non-invasive prognostic factor for survival in non-small cell lung cancer．Lung Cancer，2010，68(2)：283-287.
4. Banki F，Yacoub W N，Hagen JA，et al．Plasma DNA is more reliable than carcinoembryonic antigen for diagnosis of recurrent esophageal cancer．J Am Coll Surg，2008，207(1)：30-35.
5. underhill et al.Fragment Length of Circulating Tumor DNA. PLOS Genetics,2016.
