液體活檢通過檢測(cè)血液中游離DNA，已成為產(chǎn)前檢測(cè)、疾病診斷和移植監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域極具潛力的無(wú)創(chuàng)診斷手段。然而，目前該技術(shù)面臨兩大瓶頸：一是難以確定游離DNA的組織來(lái)源，二是受限于血漿中游離DNA豐度低以及患者間遺傳變異的巨大異質(zhì)性。血漿中的游離核小體攜帶豐富的組蛋白修飾信息，但現(xiàn)有方法大多依賴H3K4me3與基因轉(zhuǎn)錄的正相關(guān)關(guān)系進(jìn)行組織來(lái)源推斷，難以完整揭示疾病發(fā)生過程中的基因調(diào)控機(jī)制變化。

2026年3月4日，Nature在線發(fā)表了北京大學(xué)何愛彬/景紅梅解放軍總醫(yī)院竇立萍/上海交通大學(xué)鄭俊克團(tuán)隊(duì)題為“Cell-free chromatin state tracing reveals disease origin and therapy responses”的研究論文。該研究開發(fā)了名為cf-EpiTracing的自動(dòng)化平臺(tái)，可從微量血漿中高效捕獲多種組蛋白修飾信息，為疾病早期診斷、分子分型和預(yù)后預(yù)測(cè)提供了全新的表觀遺傳分析框架。

研究團(tuán)隊(duì)首先在Biomek i5自動(dòng)化工作站上建立了cf-EpiTracing技術(shù)體系。該方法利用偶聯(lián)組蛋白修飾抗體的磁珠捕獲血漿游離染色質(zhì)，通過Tn5轉(zhuǎn)座酶進(jìn)行標(biāo)記化接頭插入，兩輪條形碼策略實(shí)現(xiàn)了96孔板平行處理。僅需50微升血漿即可獲得高質(zhì)量數(shù)據(jù)，檢測(cè)靈敏度達(dá)到0.005納克外源染色質(zhì)。與傳統(tǒng)的cfChIP方法相比，cf-EpiTracing具有更好的信噪比和峰值檢測(cè)準(zhǔn)確性。

為實(shí)現(xiàn)組織來(lái)源的精準(zhǔn)追溯，研究團(tuán)隊(duì)整合了BLUEPRINT、Roadmap Epigenomics和ENCODE計(jì)劃中65種組織與原代細(xì)胞的7種組蛋白修飾數(shù)據(jù)，構(gòu)建了包含18種整合染色質(zhì)狀態(tài)的ChromHMM模型。通過分析每種組織特異的染色質(zhì)狀態(tài)區(qū)域，建立了組織來(lái)源特征圖譜。研究發(fā)現(xiàn)，H3K4me3、H3K9ac和H3K27ac三種修飾的組合足以實(shí)現(xiàn)組織和細(xì)胞類型的準(zhǔn)確分類。

研究團(tuán)隊(duì)對(duì)125名健康個(gè)體和549名患者進(jìn)行了cf-EpiTracing分析，涵蓋炎癥性腸病、結(jié)直腸癌、冠心病和B細(xì)胞淋巴瘤。在結(jié)直腸癌患者血漿中檢測(cè)到顯著的消化系統(tǒng)組織信號(hào)，冠心病患者呈現(xiàn)心臟組織信號(hào)富集，淋巴瘤患者則表現(xiàn)為B淋巴細(xì)胞特征信號(hào)升高。廣義線性模型分類器在區(qū)分這三種疾病時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異性能，AUC值均達(dá)到0.96以上。

基于健康人群建立的正常分布參考，研究開發(fā)了無(wú)偏倚的組織病變篩查模型。該模型不僅能夠識(shí)別原發(fā)病變組織，還能發(fā)現(xiàn)臨床尚未顯現(xiàn)的潛在受累器官。在結(jié)直腸癌患者中觀察到肝臟信號(hào)升高，與肝轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)增加相符；淋巴瘤患者則檢測(cè)到乳腺、胰腺和脾臟的信號(hào)改變，與結(jié)外受累的臨床特征一致。不同年齡健康個(gè)體的免疫系統(tǒng)相關(guān)組織信號(hào)呈現(xiàn)梯度分布，反映了年齡相關(guān)的病變易感性。

在結(jié)直腸癌早期檢測(cè)方面，研究從93例健康人和75例結(jié)直腸癌患者的發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中篩選出747個(gè)差異整合染色質(zhì)狀態(tài)，建立了XGBoost機(jī)器學(xué)習(xí)分類器。該模型在32例健康人和32例結(jié)直腸癌患者的獨(dú)立驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中達(dá)到92.2%的準(zhǔn)確率。值得注意的是，該模型對(duì)22例結(jié)直腸腺瘤患者的檢出率達(dá)到77.27%，顯著優(yōu)于CEA和CA125等臨床指標(biāo)?；诓町惾旧|(zhì)狀態(tài)將患者分為兩個(gè)亞組，兩組患者的無(wú)進(jìn)展生存期存在顯著差異。

在B細(xì)胞淋巴瘤研究中，cf-EpiTracing成功區(qū)分了彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤、濾泡性淋巴瘤和套細(xì)胞淋巴瘤三種亞型。通過分析CD34陽(yáng)性細(xì)胞、幼稚B細(xì)胞和生發(fā)中心B細(xì)胞的特征信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了與臨床診斷高度一致的亞型分類。在濾泡性淋巴瘤向彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤轉(zhuǎn)化的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中，研究揭示了IL17RD和TCF7L2等基因的表觀遺傳失調(diào)，以及BCL6和MYC等轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合基序的漸進(jìn)性富集。

針對(duì)彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤的治療反應(yīng)預(yù)測(cè)，研究從432個(gè)疾病特異性染色質(zhì)狀態(tài)中篩選出8個(gè)與復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)的標(biāo)志物。多因素Cox回歸分析顯示，這些標(biāo)志物與患者預(yù)后的關(guān)聯(lián)性優(yōu)于國(guó)際預(yù)后指數(shù)等臨床指標(biāo)。整合這些標(biāo)志物構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)分層模型，在發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)集和獨(dú)立驗(yàn)證數(shù)據(jù)集中均能顯著區(qū)分高低風(fēng)險(xiǎn)組的生存結(jié)局。

在套細(xì)胞淋巴瘤研究中，cf-EpiTracing同時(shí)捕獲了t(11;14)染色體易位事件和相關(guān)表觀遺傳改變?；颊哐獫{中CCND1位點(diǎn)的啟動(dòng)子和增強(qiáng)子組蛋白修飾顯著增強(qiáng)，易位事件檢測(cè)信號(hào)明顯高于健康人和濾泡性淋巴瘤患者。CCND1位點(diǎn)上下游1兆堿基范圍內(nèi)的基因增強(qiáng)子狀態(tài)評(píng)分與染色體易位評(píng)分呈現(xiàn)顯著相關(guān)性，揭示了染色體易位與局部表觀遺傳調(diào)控的相互作用。

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