由圣安娜儿童癌症研究所（St. Anna CCRI）的科学家领导的一项研究与奥地利科学院分子医学研究中心（CeMM）合作，为儿童肿瘤的 "液体活检"分析提供了一种创新方法。这种方法利用了肿瘤渗入血流的小DNA片段的碎片模式，这些碎片反映了许多儿童癌症的独特表观遗传特征。

以尤因肉瘤（一种多发于儿童和年轻成人的骨肿瘤）为重点，由圣安娜中央研究院的Eleni Tomazou博士领导的团队展示了该方法在肿瘤分类和监测方面的效用，它允许对癌症治疗进行密切监测，而无需进行高侵入性的肿瘤活检。

在肿瘤中，癌细胞不断分裂，一些癌细胞在此过程中死亡。这些细胞经常将它们的DNA释放到血液中并在那里循环，这可以用高通量DNA测序等基因组学方法进行分析。这种 "所谓的液体活检"分析为经常需要手术的传统肿瘤活检提供了一种微创的替代方法，为个性化治疗带来了巨大的希望，例如让经常检查肿瘤的分子变化成为可能。然而，到目前为止，液体活检在儿童癌症方面的应用受到了阻碍，因为许多儿童肿瘤的基因改变很少。

利用肿瘤特定的表观遗传模式

来自垂死肿瘤细胞的无细胞DNA以小片段的形式在血液中循环。它们的大小既不是随机的，也不完全由DNA序列决定。相反，它反映了DNA在癌细胞内的包装方式，并受到这些细胞的染色质（即DNA、蛋白质和RNA的复合物）结构和表观遗传学概况的影响。它们的关联度很高，因为表观遗传模式--有时被称为基因组的 "第二代码"对于人体的不同细胞类型具有特征性差异。表观遗传机制导致了基因功能的变化，这些变化不是基于DNA序列的变化，而是传递给子细胞。对无细胞DNA片段模式的分析提供了一个独特的机会来了解肿瘤内部的表观遗传调控，而不需要通过手术切除肿瘤细胞，甚至不需要知道体内是否存在肿瘤以及在哪里存在肿瘤。

Peter Peneder, MSc, Adrian Stuetz, PhD, and Eleni Tomazou, PhD, 开发了一种基于肿瘤表观遗传学的液体活检分析。资料来源：圣安娜儿童癌症研究所

"我们之前确定了尤因肉瘤独特的表观遗传学特征。我们推断，这些特征性的表观遗传学特征应该保留在血液中循环的肿瘤来源DNA的片段模式中。这将为我们提供一个急需的标记，用于使用液体活检概念进行早期诊断和肿瘤分类，"圣安娜中央研究院基于表观基因组的精准医学小组的首席研究员Tomazou博士解释说。

这项新研究为分析无细胞DNA片段的各种指标设定了基准，并介绍了LIQUORICE算法，用于检测基于癌症特定染色质特征的循环肿瘤DNA。科学家们用机器学习分类器来区分癌症患者和健康人，以及不同类型的小儿肉瘤。Tomazou博士说："通过将这些机器学习算法与我们在血流中的肿瘤来源DNA的广泛全基因组测序数据联系起来，分析变得高度敏感，在许多情况下超过了传统的遗传分析敏感度。"

根据科学家们的说法，他们的方法可以用于微创诊断，而且还可以作为预后标记，监测哪个病人对治疗有反应。此外，它可能作为新辅助治疗（即手术前的化疗）期间的预测性标记，有可能实现根据治疗反应调整剂量。"现在，大多数患者接受非常高剂量的化疗，而一些患者可能通过较轻的治疗已经治愈，这将减少他们以后患其他癌症的风险。对儿童骨肿瘤的适应性临床试验和个性化治疗有真正的医疗需求。"