Nature：血液中的"细胞指纹"，北京大学何爱彬等开发新一代表观液体活检平台

血液中的无细胞DNA来源于健康和患病组织中死亡细胞释放的片段染色质。这些片段携带丰富的分子形式，可以揭示起源组织的病理变化。

2026年3月4日，北京大学何爱彬、景红梅、中国人民解放军总医院窦立萍、上海交通大学郑俊克共同通讯在Nature在线发表题为Cell-free chromatin state tracing reveals disease origin and therapy responses的研究论文。

该研究开发了具有自主知识产权的新一代表观液体活检技术cf-EpiTracing，通过机器学习整合血浆游离染色质上的多模态组蛋白修饰编码调控元件信息，实现疾病来源组织及细胞类型的精准溯源，并可应用于疾病早期筛查、无偏诊断、分型与预后评估等场景。

针对cfDNA分析物的液体活检正在成为一种有前途的非侵入性诊断方法，在产前检测、疾病诊断和移植监测中具有临床潜力。然而，由于不能确定来源组织、低cfDNA丰度的有限效率以及患者之间遗传变异的高度异质性，排除了广泛应用。

血浆无细胞核小体已经通过无细胞免疫沉淀(cfChIP)，成像，酶联免疫吸附测定和质谱进行了分析，以产生关于患病细胞类型的分子信息。在假定组蛋白H3 (H3K4me3)的K4的三甲基化和基因转录之间的正相关的基础上，已经进行了血浆cfChIP中起源组织的推断。

然而，H3K4me3不足以解释在没有伴随转录变化的情况下，组织发病机理和细胞状态变化背后的基因调控机制。

cf-EpiTracing实验流程（图源自Nature ）

在这里，研究人员开发了cf-EpiTracing，这是一个高灵敏度的自动化平台，可以从少至50 μl的人血浆中分析无细胞DNA中的组蛋白修饰。通过将多模态染色质状态与机器学习相结合，cf-EpiTracing实现了对细胞来源类型的精确解卷积。

从125名健康个体和549名患有炎症性肠病、结肠直肠癌、冠心病或淋巴瘤的患者的血浆中产生了2，417个cf-EpiTracing谱。cf-EpiTracing能够无偏倚地识别原发疾病组织和其他器官受累，对具有不同遗传和表观遗传基础的B细胞淋巴瘤亚型进行分层，并检测早期疾病或病变。

表观遗传学特征的动态调查揭示了从滤泡性淋巴瘤到弥漫性大B细胞淋巴瘤的疾病转化。此外，cf-EpiTracing揭示了套细胞淋巴瘤患者的基因组易位和表观遗传学改变。值得注意的是，我们的研究利用整体表观遗传学特征，独立于基因转录的知识，准确地报告复发风险和治疗反应。

总之，这些发现确立了cf-EpiTracing作为一种自动化、非侵入性、表观基因组中心的框架，在早期诊断、分子分型和预后预测中具有广泛的应用。

北京大学未来技术学院博士生陈旭斌，北京大学-清华大学生命科学联合中心博士生孟晓萱，北京大学第三医院血液科张伟龙博士，以及中国人民解放军总医院第五医学中心博士生张夏玮为论文共同第一作者。北京大学未来技术学院、北京大学-清华大学生命科学联合中心、北京大学成都前沿交叉生物技术研究院和北京大学肿瘤医院何爱彬教授，北京大学第三医院血液科景红梅主任，中国人民解放军总医院血液病医学部窦立萍主任，以及上海交通大学医学院郑俊克教授为本文通讯作者。阜外医院周洲主任和周维真老师在技术早期探索与优化阶段给予了样本支持。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10224-0