近日，陈策实团队在《Molecular and Digital Medicine》发表综述文章《Cell-free DNA analysis for cancer management: Technologies, features, and clinical translation》，系统总结了循环游离DNA（cell-free DNA，cfDNA）在肿瘤筛查、诊断、疗效监测及预后评估中的最新进展。文章指出，随着液体活检技术的快速发展，cfDNA从单纯的基因突变检测工具，逐步发展为融合基因组学、表观遗传学、片段组学、免疫学和微生物组学等多维信息的综合分子分析平台，为肿瘤精准医学提供了新的技术路径。
cfDNA是存在于血液循环中的短片段DNA，主要来源于细胞凋亡和坏死过程。当人体正常细胞更新时，会持续释放少量cfDNA；而在肿瘤患者体内，由于肿瘤细胞增殖活跃、基因组不稳定性增加，其凋亡和坏死过程会释放更多携带肿瘤特征的DNA进入血液循环。
图1 cfDNA释放入血的生物学机制
肿瘤细胞、上皮细胞以及肿瘤微环境中的多种免疫细胞均可释放DNA碎片进入血液循环，形成可供检测的cfDNA信号。研究表明，这些DNA片段不仅携带肿瘤基因突变信息，还包含丰富的表观遗传和染色质结构信息，因此能够较全面地反映肿瘤生物学状态。
图2肿瘤研究与临床应用中主要的cfDNA检测技术
cfDNA检测技术涵盖PCR/qPCR、ddPCR、全外显子组或全基因组测序、DNA甲基化文库构建、CRISPR诊断、宏基因组测序以及第三代测序等多种平台，它们各具优势，如灵敏度高、可实现低丰度突变检测、提供全基因组信息、解析表观遗传特征及微生物组信号，并能支持复杂结构变异分析，为肿瘤早筛、分型、疗效监测和精准治疗提供多维度分子数据。
图3 cfDNA用于肿瘤检测、分型与监测的多维分子特征
cfDNA计算特征包含：片段组学、转录起始位点（TSS）核小体覆盖度、启动子片段熵（PFE）、DNA甲基化、转录因子（TF）足迹、组蛋白修饰、基因突变、拷贝数变异（CNVs）、T细胞受体（TCR）库、微生物组特征以及末端基序。这些特征从多角度、多层次提供互补信息，共同反映肿瘤的全貌。其中，DNA甲基化反映表观遗传改变，是目前早筛领域较为火热的方向之一；CNV和基因突变能够直接反映肿瘤驱动事件；片段组学特征则利用癌症患者与健康人群之间cfDNA长度分布差异实现检测；TCR特征反映机体免疫状态；微生物组特征则揭示肿瘤与微生态之间的联系。
cfDNA液体活检凭借无创、可重复采样等优势，在癌症早期筛查中展现出重要应用潜力，可通过DNA甲基化、片段组学及多癌种早筛（MCED）技术捕获早期肿瘤信号并辅助判断组织来源；结合NGS对驱动基因突变、结构变异和CNV的检测，以及核小体定位、转录因子足迹等多维特征分析，实现更加精准的肿瘤分型与诊断，为疾病监测、预后评估和个体化治疗决策提供重要依据。
同时，cfDNA动态反映肿瘤负荷，治疗响应时相关信号下降，疾病进展或耐药时出现新的分子改变。ddPCR和高精度NGS技术可用于微小残留病灶（MRD）监测和疗效评估。结合DNA甲基化模式、转录活性及免疫相关特征，并借助人工智能分析，多维cfDNA数据能够支持预后判断与个体化治疗决策。
多模态融合分析发现，尽管cfDNA液体活检已经取得显著进展，但仍面临样本前处理标准化不足、低丰度信号检测困难、克隆性造血干扰以及分析流程缺乏统一标准等挑战。未来需要通过大规模、多中心临床研究进一步验证相关生物标志物的临床价值。
总体来看，cfDNA液体活检正在从“单一基因检测”迈向“多组学整合分析”时代。随着检测技术持续升级和人工智能算法不断成熟，cfDNA有望成为精准肿瘤学的重要基础设施，实现更早发现癌症、更精准指导治疗以及更有效监测疾病全过程，为癌症防治带来新的变革。
昆明医科大学生物医学工程研究院陈策实研究员、李杰副研究员及昆明医科大学第三附属医院副主任医师黄胜为论文的共同通讯作者；该院在读研究生朱维、牟艳、余丽兰和范可欣为共同第一作者。与此同时，该团队还获得了国家发明专利授权，“一种cfDNA提取方法及其在构建肺癌早筛模型中的应用”。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.mdmed.2026.100005
供稿：李杰；编校：张志毕；审核：陈亚娟、陈策实
