“DNA甲基化是最为重要的表观遗传学现象，参与多种关键性生物学过程，包括肿瘤的发生发展。”项目负责人、核工业总医院放射医学转化中心副主任肖莉介绍，甲基化模式的改变被认为是在早期或癌前病变阶段就可以发现体内肿瘤的重要预警信号。在传统的甲基化检测技术--亚硫酸氢钠测序法中，由于其会破坏高达九成待测核酸的技术缺陷，大幅降低了检测敏感性，仅适用于对较为明确的肿瘤采集组织后行进一步诊断。为了将检测关口提前，充分发挥甲基化“肿瘤警报”效能，项目团队决定以甲基化依赖性限制性内切酶作为突破口，通过技术发明使其同时具有识别与富集低丰度甲基化位点的优势，并将其整合于高通量测序中，尝试对人体外周血液样本直接进行检测。
然而令大家感到棘手的是，肿瘤是一类极其复杂而狡猾的疾病，其细胞转化过程受到多种因素影响，传统的标志物往往要当肿瘤进展至中晚期后，才能从血液中被检测到。因此，要在肿瘤早期阶段从浩如烟海的血液成份中找到到含量极低的标志物，难如登天。为了捕捉到这些微小的“信号”，研究人员夜以继日，对温度、PH值等适宜工作条件各不相同且识别性有限的蛋白酶反复组合测试，最终寻找到“最佳拍档”，通过技术手段，在去除正常DNA“片段”的同时，对变异位点进行标记“放大”，最终从血液样本里成千上万的背景基因信息中精准抓取肿瘤相关甲基化信息。
据了解，该技术已获国际知名学术期刊《Nucleic Acids Research》引用认可，取得授权发明专利1项，并从技术装置、文库制备、试剂盒药盒化等方面进行了5项国内外发明专利的申请布局，目前正进入临床前样本检测阶段。“我们将对各类癌症样本进行收集，希望能够建立起具有广谱检测能力的肿瘤AI数据模型，助力该技术在临床肿瘤早期筛查功能方面的‘落地’。”肖莉表示，在多学科、基础科研跨临床团队成员的不懈努力下，通过扩大酶切位点的全基因组覆盖率、提高DNA双链的利用率、兼容新技术与现有测序平台等措施优化，该技术已经可以实现仅用5毫升血液(即一次血常规抽血量)便完成高精度肿瘤甲基化分析检测，有望成为精准医学时代的新一代临床血常规，甚至应用至日常体检及辐射健康评估等多个场景，满足人民群众多层次、多样化的健康需求。
