肾上腺素能间充质细胞特征可在无细胞DNA中识别,并与神经母细胞瘤患儿的转移性疾病负担相关

Adrenergic and mesenchymal signatures are identifiable in cell-free DNA and correlate with metastatic disease burden in children with neuroblastoma

作者信息Omar R Vayani, Maria E Kaufman, Kelley Moore, Mohansrinivas Chennakesavalu, Rachel TerHaar, Gepoliano Chaves, Alexandre Chlenski, Chuan He, Susan L Cohn, Mark A Applebaum
PMID37859597
发布时间2024-01
DOI10.1002/pbc.30735

实验完整度

中

研究包括细胞系稀释实验、患者样本分析及特征优化,但缺乏独立验证队列和动物模型等功能验证,故为中。

主要模型

神经母细胞瘤细胞系 高危神经母细胞瘤患者cfDNA样本

重点核对

84份cfDNA样本来自46名高危神经母细胞瘤患者,收集时间2016年8月至2019年7月 患者样本按转移负担分为高、中、低、无四组 使用GSVA评分评估ADRN、MES和NBL特征 使用ROC分析评估疾病进展预测能力

摘要

背景:无细胞DNA(cfDNA)中的5-羟甲基胞嘧啶(5-hmC)谱是一种开放染色质和活跃基因表达的表观遗传标志物,与神经母细胞瘤患者的转移性疾病负担相关。神经母细胞瘤肿瘤由肾上腺素能(ADRN)和间充质(MES)细胞组成,其在肿瘤活检中的相对丰度具有预后意义。我们假设在cfDNA 5-hmC谱中可以量化ADRN和MES特异性特征,并增强对神经母细胞瘤患者转移负担的检测。方法:我们先前进行了整合分析,以确定ADRN和MES特异性基因(分别为n=373和n=159)。将细胞系纯化的DNA与健康供体cfDNA进行系列稀释。使用基因集变异分析(GSVA),优化了ADRN和MES特征。然后,我们量化了特征评分,以及我们之前的神经母细胞瘤特征,在来自46名高危患者的84份样本中,包括21名有系列样本的患者。结果:转移负担较高的患者样本中,ADRN和MES基因特征的GSVA评分均升高(p < 0.001)。虽然ADRN和MES特征评分在连续收集的样本中同步变化,但我们发现有患者在复发时MES或ADRN评分单独升高的实例。结论:虽然使用神经母细胞瘤患者cfDNA的5-hmC谱识别ADRN和MES特征并将其与转移负担相关联是可行的,但需要更多数据来确定临床实施的最佳策略。更大规模队列的前瞻性评估正在进行中。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
能否在cfDNA 5-hmC谱中量化ADRN和MES特异性特征,并用于增强对神经母细胞瘤患者转移负担的检测?
核心机制
ADRN和MES细胞状态相关的基因表达特征可通过5-hmC谱在cfDNA中反映,其评分与转移负担相关,且可能随疾病进展而出现分离。
主要证据
基于细胞系DNA稀释实验优化ADRN和MES特征,并在46名高危患者的84份cfDNA样本中验证,发现评分与转移负担显著相关(p < 0.001),且部分患者复发时出现ADRN或MES评分单独升高。
研究意义
研究表明cfDNA 5-hmC谱可提供定量信息,有助于监测肿瘤负担和临床复发,为液体活检生物标志物的开发奠定基础,但仍需前瞻性验证。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

细胞系DNA稀释实验

验证ADRN和MES基因特征在cfDNA背景中的检测能力并优化特征

将5种ADRN和3种MES神经母细胞瘤细胞系的DNA与健康供体cfDNA按不同比例混合,通过Nano-hmC-Seal制备文库并测序,使用GSVA计算特征评分。

2

患者cfDNA 5-hmC谱分析

评估ADRN和MES特征评分与转移负担的关系

对84份cfDNA样本进行5-hmC测序,计算ADRN、MES和NBL特征的GSVA评分,并按转移负担分组比较。

3

特征与疾病进展的关联分析

评估特征评分预测疾病进展的能力

使用ROC分析和AUC比较三种特征评分对疾病进展的预测价值。

4

系列样本动态分析

观察ADRN和MES特征评分随时间的变化及其与治疗反应的关系

分析21名具有多个时间点样本的患者,比较ADRN和MES评分的变化趋势。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
RPMI1640培养基Life Technologies--
胎牛血清----
Qiagen Purgene核心试剂盒AQiagen--
KAPA片段化酶Kapa BiosystemsKK8514
ZYMO DNA清洁与浓缩-5试剂盒ZYMO--
Qubit荧光计Life Technologies--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞系DNA稀释实验
细胞系类型及数量、DNA片段化条件、稀释比例
阅读提示:方法2.2和2.3
患者cfDNA处理
患者纳入标准、样本收集、5-hmC文库制备
阅读提示:方法2.1和2.3
特征评分计算
GSVA参数、特征优化方法、正常血液基因去除
阅读提示:方法2.6
关联分析
转移负担分组标准、统计分析
阅读提示:结果3.2和3.3