弗吉尼亚联邦大学 博士后安德烈·米赫金博士(左)
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杰森·里德博士
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和博士后肖恩·科布利博士
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一起研究
信用:约翰·华莱士，VCU梅西癌症中心 医生越来越多地使用基因特征来诊断疾病和确定最佳治疗方案，但使用DNA测序和其他技术来检测基因组重排仍然成本高昂或能力有限
然而，由弗吉尼亚联邦大学梅西癌症中心和VCU物理系的研究人员开发的一项创新性突破，有望以更低的成本和更高的准确性诊断出基因重排突变
由VCU物理学家杰森·里德博士领导
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该团队开发了一种技术，将数字聚合酶链式反应(dPCR)与高速原子力显微镜(HSAFM)相结合，创建了一种具有纳米级分辨率的图像，用户可以测量DNA序列中基因长度的差异。
这些被称为多态性的基因长度变异是准确诊断多种癌症和神经系统疾病的关键
一项详细介绍该方法的研究最近发表在《美国化学学会纳米》杂志上，研究小组在分子病理学协会和美国血液学会的年会上报告了他们的结果
VCU·梅西癌症中心在2017年描述了先前详细说明高速原子力显微镜技术的研究
“检测DNA序列重排所需的技术昂贵且可用性有限，但医学越来越依赖于它提供的信息来准确诊断和治疗癌症和许多其他疾病，”杰森·里德博士说
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VCU·梅西癌症中心癌症生物学研究项目成员，VCU人文科学学院物理系副教授
“我们已经开发出一种系统，它将常规的实验室过程与一台便宜但功能强大的原子显微镜相结合，以很低的成本为这种应用提供了优于标准DNA测序的许多好处
" 脱氧核糖核酸聚合酶使用脱氧核糖核酸聚合酶指数克隆脱氧核糖核酸或核糖核酸样品，用于进一步的实验或分析
然后将样品放在原子平板上，用高速原子力显微镜进行检查，用一根极其锋利的类似唱机上的针的微型触笔在样品上划过，在分子水平上进行精确测量
里德的团队采用了这种技术，使用光学激光，就像影碟机中的激光一样，以比典型的原子力显微镜快几千倍的速度处理样本
研究人员随后开发了计算机代码来追踪每个DNA分子的长度
该团队声称，使用他们的技术扫描每个dPCR反应的成本不到1美元
为了证明这种方法的临床效用，里德与阿米尔·图尔合作
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血液学家兼肿瘤学家，梅西发展治疗学研究项目成员
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，VCU医学院病理学系病理学副教授
他们一起将里德的技术与目前诊断急性髓细胞白血病患者FLT3基因多态性的标准测试进行了比较
与没有突变的患者相比，具有这些突变的患者通常具有更具侵袭性的疾病和更差的预后
里德的技术准确地识别了所有样本中的FLT3基因突变，并在测量基因片段长度方面与当前的金标准测试(白细胞抗原CDx FLT 3突变检测)的结果相匹配
然而，与目前的测试不同，里德的分析还报告了变异等位基因分数(VAF)
VAF可以显示突变是否是遗传的，并允许检测可能被当前测试遗漏的突变
里德说:“我们选择关注FLT3突变，因为它们难以诊断，而且标准检测能力有限。”
“我们计划继续开发这项技术，并在其他涉及基因结构突变的疾病中进行测试
我们希望它能成为世界各地医生治疗癌症和其他由基因突变引起的毁灭性疾病的一个强大且经济有效的工具
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