《甲基化创新100》：对话艾吉泰康产品技术总监陆庆宇，甲基化科研新方向发表时间：2024-11-26 16:11
一、艾吉泰康甲基化核心技术和研究成果
二、甲基化技术未来的研究方向 法医方向，利用甲基化信息预测表型特征，以协助侦破案件。
三、甲基化技术建立肿瘤早筛的方法学 针对正负链 CG 位点进行双态设计，降低成本的同时保证甲基化检出率。艾吉泰康推出了多款甲基化产品，肿瘤甲基化早筛 Marker 研发新方案——BisCap® Human CpG Island Panel 和多癌种甲基化早筛早检产品——BisCap® Multi-Cancer Early Detection Panel。甲基化产品搭配艾吉自研单链建库试剂盒，高效捕捉血液中微量的甲基化信号，可协助临床对肿瘤早筛早检提供更多支持。 肿瘤早筛面临的主要挑战，如何从大量非肿瘤来源的cfDNA中找到肿瘤来源的ctDNA，提高检测的灵敏度和特异性。IGT®ssDNA Library Prep kit 是一款通用型单链 DNA 建库试剂盒，该产品可用于1 ng-50 ng DNA起始的甲基化文库构建。在甲基化文库构建过程中，重亚硫酸盐处理会导致严重的DNA损伤，包括片段化、降解和解链等，此外，低质量或严重降解的DNA中也有大量的单链 DNA。本试剂盒可以对ssDNA进行接头连接，适用于甲基化标志物的筛选、肿瘤早筛等方向。
图1. IGT® ssDNA Library Prep Kit 的甲基化文库建库流程图。
四、肿瘤早筛方法学的性能验证
图2. 不同样本类型在 BisCap® Human CpG Island Panel 的数据表现。样本为 NA12878 和 FFPE DNA，分别投入 50 ng、200 ng 进行建库，文库构建采用IGT® Methyl Fast Library Prep Kit v2.0 和 IGT® Methyl Adapter & UDI Primer (for Illumina)，NovaSeq 6000 平台 PE150 测序，测序数据量约为 8.6 Gb。 CGI Panel 搭配 BisCap® 甲基化杂交捕获体系，甲基化检出率与WGBS一致性高度一致，重复性好。 WGBS 是公认的甲基化“金标准”检测方式，标准品细胞系 NA12878 更能反应真实样本的甲基化单倍型情况。
图3. 文库构建采用IGT® Methyl Fast Library Prep Kit v2.0 和 IGT® Methyl Adapter & UDI Primer (for Illumina)，NovaSeq 6000 平台 PE150 测序。同时对预文库进行全基因组甲基化测序 120 Gb 和捕获后文库测序 10 Gb，分析 CGI Panel 与 WGBS 中 CpG 位点的相关性，及不同批次捕获实验中 CpG 位点的甲基化水平重复性。 BisCap® Multi-Cancer Early Detection Panel—多癌种甲基化早筛早检产品 艾吉泰康推出甲基化捕获预定义产品BisCap® Multi-Cancer Early Detection Panel （简称 MCED Panel）。本产品目标区域大小为27.7 kb，包含2422个 CpG 位点，覆盖 8 大常见癌种：结直肠癌、肺癌、胃癌、食管癌、肝癌、前列腺癌、胰腺癌和卵巢癌。
MCED Panel 搭配 BisCap® 杂交体系，在不同样本类型中均表现优异。
图4. 不同样本类型在 MCED Panel 的数据表现。样本为 cfDNA，肿瘤组织、白细胞和 NA12878，分别投入 8-10 ng 进行建库，文库构建采用 IGT® ssDNA Library Prep Kit 和 IGT® ssDNA Adapter & UDI Primer (for Illumina)，四杂的文库投入量 2 μg（单个文库投入量为 500 ng），使用 MCED Panel 捕获，NovaSeq 6000 平台 PE150 测序，测序数据量约为 0.5 Gb。 MCED Panel 和某 IVD 结直肠癌早筛试剂盒（荧光定量 PCR 法）的分析结果高度一致（R2=0.97）。 表1. 肿瘤样本在 MCED Panel 和 IVD 结直肠癌试剂盒（荧光定量 PCR 法）中数据表现。两例临床肿瘤样本分别进行了 10 倍和 100 倍的稀释，同批样本分别进行 MCED Panel 和IVD 结直肠癌试剂盒（荧光定量 PCR 法）的测试。
甲基化靶向捕获技术在肿瘤早筛领域的应用前景非常广阔，不仅可以用于单癌种筛查，还可以用于泛癌种筛查，泛癌种早筛可以通过一次检测对多种癌症进行筛查，同时进行组织溯源，降低假阳性率。随着技术的进步和市场的扩大，这一技术有望在未来成为癌症早筛的重要手段。
五、艾吉泰康甲基化杂交捕获解决方案 BisCap® 甲基化捕获测序技术：艾吉泰康依托自身的TargetSeq® 杂交捕获测序技术，开发了BisCap® 甲基化捕获测序技术，可用于gDNA、FFPE DNA和cfDNA 等不同样本类型的目标区域甲基化水平检测，同时在兼顾检测成本的情况下提供更高的测序深度，提高检测的灵敏度和准确性。
针对正负链 CG 位点进行双态设计，降低成本的同时保证甲基化检出率。
IGT® ssDNA Library Prep kit 是一款通用型单链 DNA 建库试剂盒，该产品可用于1 ng- 50 ng DNA起始的甲基化文库构建。在甲基化文库构建过程中，重亚硫酸盐处理会导致严重的DNA损伤，包括片段化、降解和解链等，此外，低质量或严重降解的DNA中也有大量的单链 DNA。本试剂盒可以对ssDNA进行接头连接，适用于甲基化标志物的筛选、肿瘤早筛等方向。
自主研发BisCap® Enhancer，可有效提高捕获效率 由于不同的CpG位点的甲基化情况未知，GC含量异常等原因，甲基化文库存在捕获效率低的情况，BisCap®甲基化杂交体系中添加BisCap® Enhancer可以提高10% 的捕获效率。
六、甲基化技术在肿瘤早筛领域的应用
七、甲基化技术市场的机遇与挑战 甲基化技术市场面临着诸多的机遇与挑战： 1. 要始终坚持技术创新：甲基化技术和相关的生物信息学工具正在快速发展，保持技术创新并适应市场的需求。 2. 优化成本：甲基化分析通常涉及昂贵的试剂和设备，特别在使用下一代测序技术时，可能限制了技术的广泛应用，如何优化甲基化应用上下游产业链，进行技术的革新，逐渐优化成本是很重要的一环。 3. 市场接受度：公众和医疗专业人员对甲基化等新技术的接受程度是目前主要的影响因素之一，在做好技术创新，成本优化的同时，也要加强甲基化技术的科普工作。 艾吉泰康将不断进行技术创新，保持技术领先；同时优化生产流程，贯彻质量体系高要求，保证各类试剂的稳定供给。另外，对于客户的个性化需求，公司可以针对性进行定制化产品技术改进和服务流程优化；建立和加强与研究机构、临床试验机构以及其他生物技术公司的合作关系，加速客户研发进程。 |
