感染性疾病長期以來一直是人類醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)。但傳統(tǒng)的感染性疾病診斷技術(shù)存在靈敏度低、操作創(chuàng)傷性大和檢測周期長等缺陷，往往無法滿足患者及時(shí)高效診療的迫切需求。鑒于此，一種創(chuàng)新的、便捷準(zhǔn)確的、微創(chuàng)無痛的感染性疾病診斷新技術(shù)——游離DNA（cell-free DNA，cfDNA）檢測技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

cfDNA是指存在于人體體液中的游離DNA片段，主要來源于患者自身，但卻同時(shí)包含少量病原體DNA。這一獨(dú)特的”雙重DNA”特性為感染性疾病的早期發(fā)現(xiàn)和動(dòng)態(tài)監(jiān)測提供了全新視角。通過檢測cfDNA的組成和變化，可以評(píng)估患者是否感染某種病原體，判斷感染程度并預(yù)測病情發(fā)展趨勢(shì)，從而有針對(duì)性地實(shí)施早期干預(yù)或持續(xù)監(jiān)測，為臨床決策提供可靠依據(jù)。

肽度TIMEDOO獲悉，近日，深圳華大生命科學(xué)研究院在國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Cell子刊Trends in Microbiology上發(fā)表綜述文章，從宿主和病原體兩個(gè)角度闡述了cfDNA作為感染性疾病診斷、治療和預(yù)后生物標(biāo)志物的可行性及研究進(jìn)展。文章還從技術(shù)層面剖析了cfDNA檢測技術(shù)在當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)，并提出了可能的解決方案。

文章發(fā)表截圖

針對(duì)目前cfDNA的檢測方法，文章總結(jié)了基于PCR和測序技術(shù)的多種策略。PCR技術(shù)可準(zhǔn)確鑒定特定病原體的cfDNA，幫助醫(yī)生對(duì)已知或高度懷疑的感染源做出快速診斷。而測序技術(shù)則進(jìn)一步拓寬了cfDNA在病原體鑒定和感染動(dòng)態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)廣泛病原體（包括罕見病原體甚至未知病原體）的鑒定。無論是針對(duì)特定基因或基因組區(qū)域的靶向擴(kuò)增測序，還是采用宏基因組測序的非靶向全面掃描，都能充分發(fā)揮cfDNA檢測技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

文章詳細(xì)回顧了cfDNA在病毒性感染（如SARS-CoV-2、HIV、HBV和HPV）和細(xì)菌性感染（如結(jié)核病和膿毒血癥）等領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。在病毒性感染方面，cfDNA不僅能高效定位病原體，還可用于評(píng)估病情嚴(yán)重程度及預(yù)測預(yù)后。對(duì)于與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)的病毒，如EB病毒、乙肝病毒和人乳頭瘤病毒，cfDNA可幫助實(shí)現(xiàn)早期無癥狀的癌癥高風(fēng)險(xiǎn)人群的識(shí)別，為疾病預(yù)防和早期干預(yù)開辟新路徑。

在細(xì)菌性感染領(lǐng)域，cfDNA在結(jié)核病、膿毒血癥等疾病診斷上也展現(xiàn)出卓越潛能。基于CRISPR的cfDNA檢測方法在成人及兒童結(jié)核病診斷中均表現(xiàn)出超過90%的高靈敏度和特異性。^[1]此外，基于cfDNA的檢測在疑似膿毒癥患者中獲得92.9%的高敏感性，尤其在經(jīng)過抗菌藥物治療的患者中，其檢測效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)血培養(yǎng)方法。^[2]

cfDNA的來源、釋放、檢測方法、分析及其在感染性疾病中的應(yīng)用

除了診斷優(yōu)勢(shì)，cfDNA技術(shù)通過分析分子特征如甲基化模式等，還能反映病灶的組織起源，為精準(zhǔn)診斷和個(gè)性化治療提供新視角。結(jié)合患者的臨床表現(xiàn)進(jìn)行綜合分析判斷，cfDNA檢測結(jié)果將具有更高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

文章強(qiáng)調(diào)，未來感染性疾病早期識(shí)別的關(guān)鍵在于發(fā)展和應(yīng)用前沿技術(shù)。進(jìn)一步提升cfDNA檢測在感染性疾病早期發(fā)現(xiàn)、持續(xù)追蹤和預(yù)后判斷等領(lǐng)域的應(yīng)用效能，結(jié)合CRISPR、長讀長測序等前沿技術(shù)有望進(jìn)一步提升病原檢出能力，實(shí)現(xiàn)感染性疾病的早期發(fā)現(xiàn)和動(dòng)態(tài)追蹤。

然而，任何新興技術(shù)的臨床轉(zhuǎn)化之路都充滿挑戰(zhàn)。該綜述客觀分析了cfDNA檢測在實(shí)際應(yīng)用中面臨的諸多技術(shù)難題，如DNA污染、低豐度病原體cfDNA檢測困難、人類共生微生物干擾結(jié)果解讀等，并提出了可能的解決方案，例如優(yōu)化文庫制備方法、選擇性富集病原體cfDNA、結(jié)合患者臨床表現(xiàn)進(jìn)行綜合判斷等。文章還指出，當(dāng)前cfDNA技術(shù)臨床應(yīng)用的另一大障礙是cfDNA檢測標(biāo)準(zhǔn)和工作流程不統(tǒng)一，導(dǎo)致不同實(shí)驗(yàn)室的檢測結(jié)果難以進(jìn)行對(duì)比分析。

綜上，這篇綜述全面闡述了cfDNA檢測技術(shù)在感染性疾病的研究及臨床應(yīng)用中的巨大潛力，同時(shí)也客觀分析了其面臨的挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和相關(guān)問題的逐步解決，cfDNA檢測有望成為感染性疾病診斷領(lǐng)域的重要工具，為患者帶來更精準(zhǔn)、及時(shí)的診療方案。

該項(xiàng)研究獲國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等多項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助。深圳華大生命科學(xué)研究院研究員金鑫、副研究員張海強(qiáng)為文章共同通訊作者。華南理工大學(xué)碩士研究生胡雨軒、華大生命科學(xué)研究院副研究員趙艷平為共同第一作者。

參考文獻(xiàn)：

[1]?https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666524722000878

[2]?https://www.nature.com/articles/s41564-018-0349-6

文章鏈接：

https://www.cell.com/trends/microbiology/fulltext/S0966-842X(24)00168-9?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0966842X24001689%3Fshowall%3Dtrue

編輯：李麗