NUSの研究者が、定期的なモニタリングを安価に実現する新しいがん検査方法を開発(NUS researchers developed a new cancer testing method that makes regular monitoring affordable)

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50シンガポールドルの血液検査は、ゴールドスタンダードであるCTスキャンに匹敵する高い感度を有している The S blood test has high sensitivity, comparable to the gold standard CT scan

2022-12-05 シンガポール国立大学(NUS)

科学者たちは、低コストでがんを検査する新しい方法を発見した。Heatrich-BSアッセイと呼ばれるこの新しい検査は、患者の血液に含まれるがん特有のシグネチャーを分離するために、加熱された臨床サンプルを配列するものである。
この新しい方法は、組織生検に代わる非侵襲的な方法として期待されている。また、他のシーケンサーが1,000シンガポールドル程度で実施できるのに対し、この方法は最初から最後まで50シンガポールドル程度で実施できる。
研究チームは、患者のDNAのうち、がん特有のバイオマーカーが集中している部分に着目し、情報を提供しない部分を取り除く方法を発見した。
がん特異的な徴候は、CpGアイランドと呼ばれる、C(シトシン)とG(グアニン)のヌクレオチドが多く繰り返されるゲノム領域に集中する傾向があるが、これはゲノムのわずか1%程度に過ぎない。
熱によってゲノムの非情報部分が破壊され、CpGアイランドはほぼ無傷で残ったという偶然の発見を語った。その結果、平均的な市場価格の数分の一の値段で、残りのゲノムの配列を決定し、癌の存在を検出することができたのである。
Heatrich-BSアッセイは、シンガポールの国立がんセンターで試用され、大腸がん患者をモニターしている。研究チームは、血液分析の結果を患者の腫瘍の大きさを画像化したCTスキャンと比較することにより、患者の血液サンプルから検出されたがん特異的DNAの量と腫瘍の大きさの間に高い相関関係があることを発見した。

<関連情報>

熱選択により、がん患者の非侵襲的モニタリングのための無細胞DNAのメチロームプロファイリングを高い拡張性で実現 Heat selection enables highly scalable methylome profiling in cell-free DNA for noninvasive monitoring of cancer patients

Elsie Cheruba,Ramya Viswanathan,Pui-Mun Wong,Howard John Womersley,Shuting Han,Brenda Tay,Yiting Lau,Anna Gan,Polly S. Y. Poon,Anders Skanderup,Sarah B. Ng,Aik Yong Chok,Dawn Qingqing Chong,Iain Beehuat Tan,Lih Feng Cheow
Science Advances  Published:9 Sep 2022
DOI: 10.1126/sciadv.abn4030

Abstract

Genome-wide analysis of cell-free DNA methylation profile is a promising approach for sensitive and specific detection of many cancers. However, scaling such assays for clinical translation is impractical because of the high cost of whole-genome bisulfite sequencing. We show that the small fraction of GC-rich genome is highly enriched in CpG sites and disproportionately harbors most of the cancer-specific methylation signature. Here, we report on the simple and effective heat enrichment of CpG-rich regions for bisulfite sequencing (Heatrich-BS) platform that allows for focused methylation profiling in these highly informative regions. Our novel method and bioinformatics algorithm enable accurate tumor burden estimation and quantitative tracking of colorectal cancer patient’s response to treatment at much reduced sequencing cost suitable for frequent monitoring. We also show tumor epigenetic subtyping using Heatrich-BS, which could enable patient stratification. Heatrich-BS holds great potential for highly scalable screening and monitoring of cancer using liquid biopsy.

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