基于片段化制备的人工 cfDNA 参考标准的基准测试

推动液体活检中（表）基因组检测在临床中的实施，一个重要步骤是在实验室内部及实验室之间使用相同样本对其进行验证。开展此类验证研究，需要具有明确肿瘤比例和（表）基因组异常的无细胞DNA（cfDNA）样本。然而，从患者样本中分离得到的循环cfDNA量通常有限，尤其是在儿童病例中。此外，患者样本中的cfDNA产量和肿瘤比例存在较高程度的变异性。市面上已有若干用于验证研究的商业化人工cfDNA产品，但其使用通常局限于特定检测方法、特定异常和/或特定肿瘤实体。 作为替代方案，可通过将基因组DNA片段化以模拟来源于肿瘤和健康血液的高度片段化cfDNA，随后按设定比例混合人工肿瘤性cfDNA与健康cfDNA，从而制备人工cfDNA样本。在本研究中，我们将天然cfDNA与采用三种不同片段化方法生成的人工cfDNA进行了比较，这三种方法包括超声破碎，以及使用微球菌核酸酶和双链脱氧核糖核酸酶（dsDNase）的两种酶切方法。我们评估了浅层全基因组测序数据中的片段长度分布、末端基序和核小体占据模式，以及靶向panel测序的覆盖度谱，并结合开展了一个小规模的肿瘤与健康细胞来源人工cfDNA混合实验。尽管对于某些下游应用而言，超声破碎仍然是生成人工cfDNA的一种便捷高通量方法，但酶促片段化，尤其是基于dsDNase的方法，更为真实地再现了天然cfDNA的特征。

液体活检中（表观）基因组检测走向临床应用的重要一步，是在实验室内部及实验室之间使用相同样本对其进行验证。在这些验证研究中，需要具有明确肿瘤比例和（表观）基因组异常的无细胞DNA（cfDNA）样本。然而，从患者样本中分离得到的循环cfDNA量通常有限，尤其是在儿科病例中。此外，患者样本中的cfDNA产量和肿瘤比例存在较高程度的变异性。目前已有多种商业化人工cfDNA产品可用于验证研究，但其使用通常受限于特定检测方法、异常类型和/或肿瘤实体。另一种方法是通过片段化基因组DNA来模拟来源于肿瘤和健康血液的高度片段化cfDNA，随后按确定比例混合人工肿瘤cfDNA和健康cfDNA，从而制备人工cfDNA样本。

在本研究中，我们将天然cfDNA与采用三种不同片段化方法生成的人工cfDNA进行了比较，这些方法包括超声破碎以及使用微球菌核酸酶和双链脱氧核糖核酸酶（dsDNase）的两种酶切方法。我们评估了浅层全基因组测序数据中的片段长度分布、末端基序和核小体占据模式，以及靶向panel测序的覆盖度分布，同时进行了一个小规模的肿瘤与健康细胞来源人工cfDNA混合实验。尽管超声破碎仍然是为某些下游应用生成人工cfDNA的一种便捷高通量方法，但酶促片段化，尤其是基于dsDNase的方法，能够更真实地再现天然cfDNA的特征。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.12.744389v1?rss=1

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