近日，课题组齐婷博士在International Journal of Molecular Sciences发表了一篇题为：“Cell-Free DNA Fragmentomics: The Novel Promising Biomarker”的综述论文，从cfDNA片段组学的角度介绍了目前的研究进展和应用前景。

【背景介绍】：

2015年，Ivanov等人首次引入了片段组学，他们的研究表明cfDNA的非随机片段化模式反映了表观遗传调控。此外，研究表明，cfDNA的片段化包括体内核小体足迹，这可以告知起源组织。2019年，Cristiano等人发现cfDNA片段化的程度在基因组中存在差异，并开发了一种评估整个基因组cfDNA片段化模式的方法，在正常个体和癌症患者中发现了不同的片段谱。研究表明，核酸酶对cfDNA的切割是有倾向性的，cfDNA分子中的末端基序和首选末端坐标等特征可能支持这一观点。在过去2年中，一些研究整合了片段组学特征，包括片段长度、片段大小分布、末端基序、首选端坐标和断点基序，以灵敏地检测癌症。然而，微量的cfDNA导致文库构建存在问题，不同状态下筛选精度有限，限制了其在肿瘤早期诊断和异常妊娠中的应用。

【文章亮点】： 在本综述中，我们重点介绍了cfDNA片段特征及其潜在应用，例如片段长度，末端基序，锯齿状末端，首选末端坐标，以及核小体足迹，开放染色质区域和由cfDNA片段模式推断的基因表达在整个基因组中。此外，我们总结了通过cfDNA片段组学推断起源组织的方法。期望可以利用cfDNA片段组学的特征区分正常和异常的cfDNA, 提高其在肿瘤早期诊断和异常妊娠筛查中的准确性和敏感性。

图1.cfDNA片段模式反映了表观遗传调控。cfDNA的断裂坐标倾向于聚集在基因组上的某些位置，称为首选末端坐标，其上游和下游密度可以反映染色质的可及性。cfDNA片段由于组蛋白保护作用在基因组中分布不均匀，可揭示组织特异性核小体定位、转录因子结合位点和基因表达。此外，核小体足迹在不同的组织中是可变的，因此cfDNA片段化模式传达有关起源组织的信息。

【总结和展望】： 游离DNA分子通过凋亡或坏死事件和主动释放机制释放到血浆中，其携带其起源组织的遗传和表观遗传信息。然而，cfDNA是各种细胞片段的混合物，有效富集具有诊断价值的cfDNA片段仍然是临床应用的巨大挑战。近年来的证据表明，cfDNA片段组学的特征在正常个体和患病个体中有所不同，而无需区分cfDNA片段的来源，这使其成为一种有前途的新型生物标志物。此外，cfDNA片段组学可以通过推断表观遗传信息来识别组织起源。因此，对血浆cfDNA片段组学的进一步了解揭示了疾病生理和病理过程中cfDNA的起源和片段化机制，并增强了我们利用血浆cfDNA作为分子诊断工具的能力。

出版信息：International Journal of Molecular Sciences. 2023, 24(2), 1503；原文链接：  https://doi.org/10.3390/ijms24021503