Page 29 - 《南京医科大学学报》2026年第1期

第46卷第1期 杨明哲，陈仁杰. 基于cfDNA多组学模型进行头颈部鳞状细胞癌早期诊断的研
2026年1月 究进展［J］. 南京医科大学学报（自然科学版），2026，46（1）：21-30 · 23 ·

表1 cfDNA的生物学特性
Table 1 Biological characteristics of cell⁃free DNA

Characteristic Description Significance
Fragmentation Predominantly exists as fragments of specific sizes. Shorter Fragment size pattern can differentiate
fragments increase in certain diseases healthy and diseased states
Variable concentration Low baseline in health；significantly elevated in pathology Serves as a sensitive indicator of active
（e.g., cancer，trauma） disease or tissue injury
Tissue⁃specific marks Carries DNA methylation and genetic signatures of its Enables non⁃invasive identification of the
cell of origin contributing tissue or disease type
Rapid clearance Rapidly cleared from blood，with a half⁃life ranging from Provides a real⁃time snapshot of disease
minutes to a few hours dynamics for monitoring

1.2 cfDNA的生物学功能 酚⁃氯仿法、磁珠法和硅胶膜柱法。硅胶膜柱法是目
cfDNA 不仅是细胞程序性死亡的产物，还包含 前最广泛使用的提取方法，主要依赖于核酸与硅胶
多种生物学功能。 膜的选择性结合，缺点则在于该方法的回收效率有

1.2.1 细胞间通讯 限 ［10］ 。磁珠法则是利用磁性颗粒吸附 cfDNA，并
cfDNA 可以参与细胞间通讯，主要以微囊泡或 可用于自动化提取，达成更高的回收效率，但成本
外泌体的形式进行。相关研究表明，由肿瘤细胞所 较为高昂 ［14］ 。这两种方法各有优劣。定量和质控
释放的cfDNA 可以起到调节肿瘤微环境的作用，从 方法包括荧光染料法、紫外分光光度法、实实荧光
而促进肿瘤的生长和转移 。 定量 PCR（real⁃time PCR，qPCR）、数字 PCR 等。下
［10］
1.2.2 免疫调控 游分析方法则包括检测基因突变的扩增难变性突
cfDNA 是免疫系统中的调节因子，主要通过 变系统 PCR（amplification refractory mutation system
病原相关分子模式（pathogen⁃associated molecular PCR，ARMS⁃PCR）、BEAMing（beads，emulsion，ampli⁃
pattern，PAMP）、损伤相关分子模式（damage⁃associated fication，and magnetics）和高通量测序（next⁃genera⁃
molecular pattern，DAMP）和参与自身免疫反应这3种 tion sequencing，NGS）；分析 cfDNA 甲基化情况的亚
形式来参与。 硫酸氢盐转化法、甲基化特异性 PCR（methylation⁃
1.2.3 传递遗传信息 specific PCR，MSP）及甲基化测序；分析 cfDNA 片段
cfDNA 携带了细胞的全部或部分基因组信息， 化模式的 NGS 以及针对拷贝数变异检测的 NGS 或
可以反映原细胞的基因突变、甲基化等表观遗传学 微阵列技术（microarray technology）。目前已有相关
改变 ［11］ 。例如来自肿瘤细胞的 ctDNA，其中就包含 研究开发出利用 TAPS（TET⁃assisted pyridine borane
着肿瘤相关的特异性突变基因，可用于肿瘤相关的 sequencing），即一种替代亚硫酸氢盐测序的无损甲
基因组分析 ［12］ 。这让 cfDNA 成为液体活检的重要 基化测序方法，能够在同一数据中保留基因组和甲
生物标志物，可应用于肿瘤的早期诊断、治疗检测 基 化 信 息 ［15］ ，使 用 液 滴 数 字 PCR（droplet digital
和预后评估。 PCR，ddPCR）和 NGS 技术动态监测 cfDNA。在实际
1.3 cfDNA的相关检测技术 实验或应用中，需要根据具体需求来选择合适的方
cfDNA 的检测流程主要包括样本采集与处理、 法，以达成预期的目标效果。
提取cfDNA、定量、质控和下游分析 ［13］ 。cfDNA的样
2 cfDNA在HNSCC中的研究现状
本类型包括血液、尿液、唾液等。血浆是目前最常
用的检测标本类型，因为血浆中的cfDNA 浓度相对 cfDNA 在 HNSCC 中的研究和临床应用主要集
较稳定，且受细胞的基因组 DNA（genomic DNA， 中于疾病的早期诊断、预后评估和治疗监测。
gDNA）污染的程度较小。血液样本采集通常使用 2.1 早期诊断
Streck管，使用该管无需立即离心，可室温保存7~14 d， 在HNSCC的早期阶段，cfDNA检测可作为一个
也可防止 gDNA 污染及 cfDNA 的自行降解。之后 非侵入性的工具。在 HNSCC 患者血液 cfDNA 中可
检测时通过双重离心法分离血浆中的 cfDNA，可有 以检测到肿瘤相关的特异性突变和甲基化标志
效避免gDNA 的污染。cfDNA 常见的提取方法包括 物。一项包含200例HNSCC患者的研究显示，基于