2026 年 3 月 29 日,英国曼彻斯特大学癌症科学学部联合英国癌症研究曼彻斯特研究所等多家机构的科研团队,在国际预印本平台 bioRxiv 发布了一项极具临床价值的肿瘤基因组学研究。
该团队首次通过系统性实验证实,DNA 连接介导多重置换扩增技术(DLMDA) 可有效应用于福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)样本的全基因组分析,成功解决了长期困扰领域的一大难题:临床存档 FFPE 样本因 DNA 含量低、片段化严重而难以开展全基因组测序(WGS)。这项关键技术突破,为大规模肿瘤回顾性研究与临床转化提供了稳定、可靠的新方案。
全基因组测序(WGS)是研究肿瘤基因组的强力工具,可以无差别地扫描全基因组的各类遗传改变。在肿瘤研究中,它常被用来分析拷贝数变异(CNA) 和单核苷酸变异(SNV),帮助找到驱动突变、预后标志物以及用药相关的基因特征。
但在真实临床应用里,WGS 也有短板:耗时长、成本高、数据分析复杂。所以临床上更多还是用靶向测序。不过,大规模队列研究(比如 TCGA、ICGC)已经充分证明,WGS 在发现新癌症驱动基因、解析肿瘤演化上,有着不可替代的价值。可惜的是,这些高质量研究大多用的是新鲜冷冻组织,而临床上最常见、存量最大的,其实是FFPE 石蜡样本。
FFPE 样本虽然能长期保存肿瘤组织,但福尔马林固定会给 DNA 带来一系列 “硬伤”:
? 片段化严重
? 分子交联
? 碱基损伤
? 提取量低、质量差
因此,直接用来建库测序,很容易出现测序假阳性、文库复杂度低、结果不准等问题。为了解决“量不够” 的问题,研究者会用全基因组扩增(WGA)。其中最常用的就是MDA(多重置换扩增),它依靠 Φ29 DNA 聚合酶,能从极微量 DNA 开始扩增,而且对点突变(SNV)的保真度很高。但 MDA 有个致命问题:对碎片化的 FFPE DNA 非常不友好,扩增不均匀,会严重扭曲拷贝数变异(CNA),产生大量假阳性。
于是有人改进出了DLMDA:先把碎 DNA连接修复,再进行 MDA 扩增,希望能让扩增更均匀、偏差更小。但它在真实 FFPE 样本、尤其是多年存档样本上的表现,一直缺少系统验证。因此,本研究专门对比:DLMDA 扩增 vs 不扩增的 FFPE 前列腺癌样本,看看它到底能不能稳定、可靠地用于全基因组测序的 CNA 分析。
研究经伦理批准,回顾性选取了22 例前列腺癌 FFPE 样本:保存 5 年、15 年、20 年各若干例;所有样本肿瘤细胞含量均 ≥30%。
?? 用 FFPE 专用试剂盒提取 DNA
?? DLMDA 使用商用试剂盒完成
?? 先进行片段 DNA 连接修复,再分别扩增2 小时 / 8 小时
超声打断 → 建库 → 上机测序
比对 GRCh38 参考基因组
用 HMMcopy 分析拷贝数变异(CNA),计算基因组不稳定性指数(GII) 和Jaccard 指数(JI),评估一致性。
研究的核心结果首先证实了DLMDA技术可实现FFPE来源DNA的超高效率、稳定扩增:所有纳入样本的初始平均DNA提取产量仅为672.4ng/块,其中5年存档样本平均产量687ng、15年样本852ng、20年样本654ng;
结果显示:
· 扩增 2 小时:提升约42 倍
· 扩增 8 小时:提升约86 倍
因此,那些原本因为量太少无法测序的 FFPE 样本,直接 “救活”。扩增后,全基因组的拷贝数大趋势没变,不会完全打乱原本的基因组特征。
不管是缺失(deletion)还是扩增(amplification),检测到的数量都明显下降,基因组不稳定性指数(GII)也随之降低。而且:
??和样本保存了5 年、15 年还是 20 年无关
??和扩增2 小时还是 8 小时无关
漏检的 CNA 在基因组上完全随机分布,不会专门漏掉某条染色体、某个癌基因。这一点对筛查非常重要 ——不会系统性偏倚。
2 小时和 8 小时扩增,偏差水平相近,但 8 小时产量更高。样本特别少的时候,直接用 8 小时更划算。
该研究团队在分析中提到,本次工作的核心价值,在于首次以临床真实存档的 FFPE 前列腺癌样本为对象,完整验证了 DLMDA 技术用于全基因组测序的实际效果。在此之前,针对 MDA 方法的优化大多基于新鲜组织或细菌 DNA 开展,而这项研究直接面向临床最常见、但 DNA 质量最差的 FFPE 样本,有效填补了这一方向的关键研究空白。
相较于传统 MDA 技术,DLMDA 最突出的优点在于不会增加拷贝数变异(CNA)的假阳性结果,这一点对肿瘤基因组标志物的筛选尤其重要。它从根本上避免了因扩增偏好性带来的假阳性干扰,让研究结论更贴近真实的生物学状态。
至于实验中观察到的CNA 灵敏度下降问题,团队推测,主要原因可能是少数高度片段化的 DNA 没能完成连接修复,进而无法在后续扩增与测序中被有效检出。这一发现,也为未来进一步优化技术、提升检测效果指明了清晰方向。
实验环节 | 翌圣生物解决方案 | |
对应产品名称 | 对应产品货号 | |
DNA 提取 | MolPure Magnetic FFPE DNA KitV2 | 18375ES |
DNA 定量 | 1×dsDNA HS Assay Kit for Qubit | 12642ES |
DLMDA 扩增 | Hieff NGS Single Cell WGA Kit (MDA) | 12512ES |
文库构建 | Hieff NGS OnePot Pro DNA Library Prep Kit V3 | 12194ES |
翌圣生物
翌圣生物科技(上海)股份有限公司成立于2014年,是一家聚焦生命科学产业链上游核心原料,从事核苷酸、蛋白、细胞和类器官四大品类生物试剂的研发、生产与销售的高新技术企业。公司兼备核心技术自主研发和规模化生产能力,核心产品数量达数千种,覆盖分子克隆、qPCR、NGS、体外转录、抗体、蛋白纯化及分析、细胞培养、转染、报告基因检测和类器官等多种系列,广泛应用于生命科学研究、诊断检测和生物医药等领域。
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