循環腫瘍DNA測定における血漿vs血清：DNAフラグメントサイジングとデジタル液滴ポリメラーゼ連鎖反応による特性評価

背景標本タイプの選択は、分析前のプロセスの最初のステップです。以前の報告では、血漿が循環腫瘍DNA（CTDNA）分析のための最適な標本として示唆されました。ただし、液滴デジタルポリメラーゼ連鎖反応（DDPCR）などの高い分析感度を持つプラットフォームを使用した血漿と血清を使用した血漿と血清の間の頭と血清の比較は限られており、いくつかの最近の研究は血清由来のctDNAの臨床的有用性を支持しています。この研究の目的は、血漿と血清から分離されたDNAプロファイルを比較し、CtDNA測定に対する標本間の違いの影響を特徴づけ、これらの違いへの主要な貢献者を決定することを目的としています。方法119の血漿/血清サンプルからがん患者からの血漿/血清サンプルの一致し、DNA断片のサイジングによりCfDNAプロファイルを分析した119の細胞を含まないDNA（CFDNA）を分離しました。次に、DDPCRを使用して、一致した血漿/血清からCtDNAのKRAS変異を評価しました。結果大きなDNAフラグメントの量は血清で増加しましたが、CfDNAフラグメント（<800 bp）の量は両方の標本で類似していました。ctDNAは血清であまり頻繁に検出され、血清中のKRAS変異画分は血漿のそれよりも有意に低かった。2つの標本タイプ間のCtDNA画分の違いは、大きなDNAフラグメントの量と白血球および好中球数の量とよく相関していました。結論私たちの結果は、DNAフラグメントサイジングとDDPCRを使用した血漿と血清の違いに関する詳細な洞察を提供し、CtDNA分析の標準化に貢献する可能性があります。また、私たちの研究では、血漿を使用すると腫瘍由来のDNAの希釈が最小化され、CtDNA分析の感度が最適化されることが示唆されました。したがって、プラズマは好ましい標本タイプである必要があります。

Background Choosing the specimen type is the first step of the pre-analytical process. Previous reports suggested plasma as the optimal specimen for circulating tumor DNA (ctDNA) analysis. However, head-to-head comparisons between plasma and serum using platforms with high analytical sensitivity, such as droplet digital polymerase chain reaction (ddPCR), are limited, and several recent studies have supported the clinical utility of serum-derived ctDNA. This study aimed to compare the DNA profiles isolated from plasma and serum, characterize the effects of the differences between specimens on ctDNA measurement, and determine the major contributors to these differences. Methods We isolated cell-free DNA (cfDNA) from 119 matched plasma/serum samples from cancer patients and analyzed the cfDNA profiles by DNA fragment sizing. We then assessed KRAS mutations in ctDNA from matched plasma/serum using ddPCR. Results The amount of large DNA fragments was increased in serum, whereas that of cfDNA fragments (<800 bp) was similar in both specimens. ctDNA was less frequently detected in serum, and the KRAS-mutated fraction in serum was significantly lower than that in plasma. The differences in ctDNA fractions between the two specimen types correlated well with the amount of large DNA fragments and white blood cell and neutrophil counts. Conclusions Our results provided detailed insights into the differences between plasma and serum using DNA fragment sizing and ddPCR, potentially contributing to ctDNA analysis standardization. Our study also suggested that using plasma minimizes the dilution of tumor-derived DNA and optimizes the sensitivity of ctDNA analysis. So, plasma should be the preferred specimen type.