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人体游离循环DNA的研究进展 摘要：循环DNA 是近些年发现的生物标志物。健康人含有微量的循环DNA，疾病状态下其含量有不同程度的升高。尽管目前循环 DNA 的来源尚无定论，但它在临床应用方面的研究已广受关注。通过监测循环 DNA 总水平变化及相关肿瘤基因的异常改变，可以实现恶性肿瘤的早期诊断、疗效监测及预后评估；产前疾病的监测与筛查；以及其他一些疾病的病情监测等。 关键词：循环D N A ；临床应用；恶性肿瘤；产前诊断 正文： 游离循环核酸(Free circulating nucleic acids)是一种存在于动植物和人的体液中的细胞外游离状态核酸。目前已经在血浆、血清、尿液、前列腺液、支气管灌洗液、唾液、脑脊液、胃液、胆汁、淋巴液、腹腔液及粪便中检测到了游离循环核酸。已发现的游离循环核酸包括游离循环 DNA 和游离循环RNA。 循环DNA是存在于外周血、滑膜液等体液中的细胞外DNA，亦称游离DNA。循环DNA由双链DNA、单链DNA及其混合物组成，其存在形式有两种：游离DNA和DNA-蛋白质复合物。人循环DNA和基因组DNA在核苷酸及碱基组成上基本一致，与机体生理和病理状态密不可分，近年来, 随着对游离循环核酸研究的不断深入, 特别是游离循环DNA的检测已经在疾病监控、胎儿产前诊断和肿瘤研究中取得众多进展。为此，本文将对循环DNA在临床应用中的研究进展作一综述，并对其来源作简单介绍。 1循环 DNA的来源 虽然目前人们对循环DNA真正的来源仍未达成共识，但已有研究表明健康人和恶性肿瘤患者循环DNA在量和质上均有区别，且来源不同。Suzuki等[1]发现健康人中循环DNA水平非常低，仅有3.6~5.0ng/ml，而且其片段大多小于180 bop。小于180 bop的循环DNA片段多数是在经历凋亡诱导的细胞培养液中发现，而大于10,000 bop的多数是在经历坏死诱导的培养液中发现，这与Suzuki等的研究结果相吻合，表明正常人循环DNA主要来源于凋亡细胞。恶性肿瘤患者的循环DNA水平明显增加，其来源也较健康人更为复杂，到目前虽仍无定论，但是有几种观点颇具代表性。(1)来自肿瘤细胞的坏死和/或凋亡。Jar等[2]诱导了小鼠肝细胞的坏死和凋亡，分析其细胞培养液中的循环DNA片段，并与恶性肿瘤患者的相比较，发现二者特征相同；Deliverer等[3]将循环DNA电泳，发现有凋亡细胞所特有的“梯形”条带。(2)来自肿瘤细胞或微转移灶裂解，即进入外周循环的肿瘤细胞或者微转移灶细胞裂解释放DNA，但Ran等[4]却认为血浆中没有足够的肿瘤细胞能够产生如此高水平的循环DNA。(3)来自肿瘤细胞自发释放。Cheng等[5]动态监测恶性肿瘤放疗患者循环DNA，发现在放疗后两周内循环DNA水平明显上升，之后稳定下降，这提示随着肿瘤细胞的减少，其释放的循环DNA也逐渐减少。 关于循环DNA的来源，上述观点都有存在的可能，但具体以哪一种为主，可能和患者所处的疾病状态以及患者的自身免疫状况有关，需要进一步的研究去证实。 2游离循环DNA的生物学性质 1947年, Mendel和Metals[6]使用高氯酸沉淀的方法在人血浆和血清中检测出DNA, 但这一发现随后逐渐被人们所淡忘。直到 20 世纪 60 年代, 人们在系统性红斑狼疮的患者体内发现高水平的游离循环 DNA[7], 才逐渐重新重视当初 Mandel 和 Metals的发现。人们又在风湿性关节炎、肾小球肾炎、胰腺炎、炎症性肠病、肝炎和癌症患者体内检测到了高水平的游离循环DNA[8, 9]。 游离循环DNA具有DNA双螺旋结构[10], 不能被Raze 和链霉蛋白酶切割, 但是它可以被 DanesⅠ消化。经电镜和蔗糖梯度沉淀分析, 游离循环DNA的分子大小在500 bp~30 kb之间。游离循环DNA部分以复合体的形式存在或者通过蛋白质结合在细胞表面, 但是人们目前还没有对复合体进行研究。 3循环 DNA的临床应用 随着对循环DNA基础研究的深入，其在临床应用方面的研究也越来越多，包括循环DNA总水平的变化、循环DNA各种基因性质的变化，如微卫星改变、基因甲基化改变、基因突变等。这些研究均希望将循环DNA应用到临床工作中，如恶性肿瘤的早期诊断、疗效监测及预后评估，产前诊断等。 3.1在恶性肿瘤中的应用 恶性肿瘤的发生与各种基因改变密切相关，随着对循环DNA及肿瘤相关基因改变的深入研究，发现循环DNA在恶性肿瘤的临床应用，包括从早期诊断、疗效监测到预后评估的全过程均有重要意义。 3.1.1 早期诊断 早期诊断对恶性肿瘤患者的治疗和预后意义重大。Suzy等[11]对非小细胞肺癌患者和健康人循环DNA分别进行定量检测，发现健康人循环DNA平均浓度只有18 nag/ml，而