游离DNA来自哪个组织？看看甲基化图谱

近日，由以色列研究人员领导的国际研究团队开发出一种基于DNA甲基化的方法，以无偏向的方式鉴定了血液中游离DNA的组织或细胞来源。这项成果发表在《Nature Communications》杂志上。

尽管在血液中漂浮的游离DNA（cfDNA）有助于无创产前检测和癌症分析，但是光凭测序的数据，研究人员并不知道身体的哪个部位出了问题。也就是说，他们无法判断cfDNA来自哪个组织。因此，许多团队都在想方设法追溯cfDNA的组织来源。

近日，由以色列研究人员领导的国际研究团队开发出一种基于DNA甲基化的方法，以无偏向的方式鉴定了血液中游离DNA的组织或细胞来源。这项成果发表在《Nature Communications》杂志上。

“我们提出了一种方案，它可以帮助人们轻松研究许多背景下cfDNA的细胞贡献，并为了解健康和患病的人体组织动力学打开了一扇窗，”耶路撒冷希伯来大学和以色列-加拿大医学研究所的研究人员写道。

在这项研究中，为了获得全面的DNA甲基化数据库，研究人员利用了来自癌症基因组图谱项目的数据集，或提交给NCBI基因表达综合数据库的数据集。他们还利用Illumina Infinium methylation芯片或EPIC BeadChip芯片，评估9种经过流式或磁式分选的细胞类型的全基因组甲基化图谱，产生25种组织或细胞的参考甲基化图谱。

结合反卷积算法，研究团队使用组织特异性的甲基化参考数据来分析18名健康个体的模拟数据，以及来自肝、肺、神经元和结肠的DNA样本，这些样本与105名健康个体或接受过胰岛细胞移植的个体的血液样本相混合。

研究人员报告称，对于健康个体的血液样本，大约55％的循环cfDNA来源于白细胞，而30％的cfDNA可根据DNA甲基化的模式追溯到红细胞祖细胞。另外10％的cfDNA似乎与血管内皮细胞的来源一致，还有1％则来自肝细胞。

之后，研究人员又利用这种策略来评估14名脓毒症患者的血液样本中的cfDNA，发现脓毒症期间cfDNA的水平升高，这主要是因为来自粒细胞和其他白细胞的cfDNA升高。这项分析还揭示了带有肝细胞损伤标志物的患者中肝细胞相关cfDNA水平的升高。

研究人员接着用癌症患者的cfDNA样本或数据集来检测这种方法。利用11名转移性结肠癌、肺癌或乳腺癌患者的样本，cfDNA甲基化数据能够追踪到大部分样本的组织来源，包括四个结肠癌病例中的三个、所有三个乳腺癌病例和四个肺癌病例中的两个。

通过对癌症样本或数据集的分析，作者认为“这种血浆甲基化组的反卷积是研究健康人体组织动力学以及鉴定和监控各种疾病的有力工具” 。

原文标题：

Comprehensive human cell-type methylation atlas reveals origins of circulating cell-free DNA in health and disease