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血浆游离DNA(cfDNA)提取实验常见问题及注意事项

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一、血浆游离DNA(cfDNA)来源于哪里?

游离DNA (Cell-Free Circulating DNA,cfDNA)是指来自细胞凋亡或坏死,游离于细胞外的DNA片段,主要来源于以下几个方面:

(1)正常细胞凋亡与更新:人体内正常细胞(尤其是血细胞)在生命周期结束后会通过程序性死亡(凋亡)释放DNA片段进入血液循环,这是健康人血浆中cfDNA的主要来源。

(2)肿瘤组织释放:肿瘤细胞由于快速增殖、坏死或凋亡,会释放大量DNA进入血液,这些DNA被称为循环肿瘤DNA(ctDNA),是液体活检的重要靶标,用于癌症的早期筛查、疗效监测和复发预测。

(3)感染病原体释放:在细菌、病毒、真菌等感染过程中,病原体死亡后也会释放其DNA进入宿主血液,可用于感染性疾病的诊断(如脓毒症、病毒血症)。

(4)移植器官排斥反应:器官移植后,供体器官细胞受损会释放供体来源的cfDNA,其浓度升高可作为排斥反应的早期指标。

(5)妊娠期胎儿DNA:孕妇血液中存在胎儿来源的cfDNA,主要用于无创产前检测(NIPT),筛查染色体异常如唐氏综合征。

二、血浆样本前处理有哪些注意事项?

由于cfDNA在血液中含量极低、片段短(通常为160~200 bp)、易降解,样本前处理环节对后续提取和检测结果影响极大。以下是关键注意事项:

(1)采样

建议使用专用采血管(如EDTA管、Streck管、Cell-Free DNA BCT管)防止DNA降解和细胞裂解,且尽量在2~4小时内完成血浆分离,避免白细胞破裂释放基因组DNA污染cfDNA。

(2)分离血浆

利用密度差异分离法,用离心机利用各成分比重差异实现分层:下层为红细胞,中层为白细胞和血小板(淡黄色薄层),上层淡黄色液体即为血浆。最后小心吸取上清液即得血浆。注意操作时避免剧烈振荡,防止细胞破裂。

(3)血浆保存

分离后的血浆最好立即提取DNA。若需保存,应分装并冷冻于-80℃,避免反复冻融导致DNA降解。

三、血浆DNA提取出来测得的浓度很低是不是意味着提取失败?

不是哦!首先,血浆样本中游离核酸含量本就很低,根据某国际权威公司数据,1mL血浆样本DNA提取得率只有7.35ng左右(图1)。



其次,采用nanodrop等基于紫外分光光度计测得的浓度,实际上是很不准确的,因为这些样品中DNA含量过低,已经接近分光光度计的最低量程,且多次测量的结果会变异很大。因此可以把紫外读数作为参考,但是不能作为判断得率的唯一标准,最好还是要做个PCR或荧光定量(图2)。




四、如何提高血浆cfDNA提取得率呢?

1、提高样本量

根据Qiagen公司的实验结果表明,血浆用量与核酸提取量之间呈正相关关系。因此,为提高核酸得率,可适当增加血浆的起始体积。通常建议进行血浆核酸提取时,样本量不低于1 mL。若使用1 mL或更多血浆仍无法获得理想的检测结果,则应及时评估并更换提取试剂盒。

2、选择核酸吸附性能更好的吸附柱

研究者还可以通过选择对核酸吸附性能更好的吸附柱来提高cfDNA提取得率。市面上常用的几款血浆游离DNA提取试剂盒内吸附柱所配置的吸附膜厚度和品质具有一定差异,可优先选择采用进口化学修饰离子膜的品牌如Qiagen、BIOG的,进口膜虽然薄但是对游离核酸的吸附能力比普通国产膜更强,因此可最大化程度捕获更多的DNA,得率也就更高。



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