西安交大研究人员 在生物分析化学与纳米生物技术领域取得重要进展

循环甲基化DNA是指细胞破裂或死亡时释放到循环系统中的甲基化DNA片段，作为新型的非侵入性癌症标志物，有望取代侵入性的组织活检。然而，其血液含量极低（< ng/mL），且存在大量序列相同的非甲基化DNA，识别干扰大，检测很困难。传统方法荧光定量甲基化特异性PCR（Quantitative Methylation-Specific PCR, qMSP）存在显著的引物二聚体和脱靶扩增等非特异性干扰，严重限制临床样品的精准分析。

近日，针对上述挑战，西安交通大学生命学院赵永席教授研究团队建立了一种连续分辨与扩增（Sequential Discrimination-Amplification）的甲基化DNA电化学分析策略。该方法不仅协同温度敏感的序列复性区分与有序组装刚性DNA纳米界面的高效、特异杂交，通过双层次分子识别，排除非特异扩增产物的干扰，提升甲基化DNA分辨率达0.1%；同时整合非对称MSP和DNA纳米界面的电化学催化扩增，联级放大检测信号，并消除引物二聚体非特异扩增，实现了甲基化DNA的单拷贝分析。利用此方法，对11例临床非小细胞肺癌患者的微量血浆样品进行分析，结果表明，相关基因的甲基化DNA都能被灵敏检出，与临床诊断结果完全吻合，且能准确实现癌症患者与健康人样本的区分。相反，传统qMSP不能检出如此微量样品中的甲基化信息，难以区分癌症患者与健康人样本，极易导致假阴性，从而错过最佳治疗时机。该方法具有非常广阔的应用前景，有望替代传统的侵入性活检手段和qMSP液体活检技，对肿瘤的早期诊断、预后评估和治疗监测具有重要现实意义，相关研究成果已申请国家发明专利。

以上研究成果以论文形式发表于国际权威化学期刊Chemical Science（2016年影响因子为9.144），论文题目为“Single copy-sensitive electrochemical assay for circulating methylated DNA in clinical samples with ultrahigh specificity based on a sequential discrimination-amplification strategy”的研究论文（链接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/sc/c7sc01035d#!divAbstract）。赵永席教授为通讯作者，赵永席教授研究团队的硕士研究生王旭耀和青年教师陈锋博士为共同第一作者，西安交通大学生命学院生物医学信息工程教育部重点实验室为该论文的第一作者及唯一通讯作者单位。该工作得到国家自然科学基金以及西安交通大学“青年拔尖人才支持计划”等项目的资助。王旭耀同学2015年9月进入课题组攻读硕士学位，在赵永席教授的指导下，一年多时间已完成多项研究工作，另有一篇文章在投。

赵永席教授研究团队以建立与发展分析检测、治疗的新原理与新方法为总体目标，一直致力于生物分析化学与纳米生物技术等领域的研究，已在国内外学术刊物上发表论文四十余篇。其中，近几年，已在Chemical Reviews（IF: 37.369）、Chemical Science （IF: 9.144）、NPG Asia Materials（IF: 8.772）、Journal of Materials Chemistry A（IF: 8.262）、Biosensors & Bioelectronics（IF: 7.476）、ACS Applied Materials & Interfaces（IF: 7.145）、Analytical Chemistry（IF: 5.88）等国际权威刊物上发表论文多篇，其中IF>5论文17篇，所取得的研究成果已引起国内外同行专家的关注。