cfChIPFrag测序技术

技术简介

一、cfDNA 携带的双重表观密码

循环游离DNA（cell-free DNA，cfDNA）是存在于血液及其他体液中的短片段DNA，主要来源于细胞凋亡、坏死及少量主动分泌过程。研究表明，cfDNA 不仅携带基因组序列信息，还在其甲基化模式、片段物理特征以及组蛋白修饰状态中保留了来源细胞的染色质结构与基因调控信息，共同反映来源细胞的细胞类型、染色质状态及细胞死亡过程，为无创液体活检提供了丰富的多维分子线索。

组蛋白修饰信息：组蛋白修饰是表观遗传调控的重要组成部分。不同类型的组蛋白修饰，如 H3K4me3、H3K27ac、H3K27me3、H3K36me3 等，与基因启动子活性、增强子活性、转录延伸及基因沉默等不同染色质功能状态密切相关。血浆中的cfDNA保留了核小体上的组蛋白修饰特征，通过针对特定组蛋白修饰的抗体进行免疫沉淀富集，可在全基因组范围内解析相应修饰的分布图谱，进而间接反映组织来源、基因表达调控状态及疾病相关染色质异常。

片段组学信息：cfDNA 的片段长度、片段大小比例、末端碱基基序、断裂位点偏好、核小体足迹及全基因组覆盖度等特征，同样携带着来源组织的染色质结构和 DNA 降解机制信息。不同组织、不同生理或疾病状态下，细胞死亡方式、核酸酶切割活性和染色质开放程度存在差异，均可在 cfDNA 的片段化模式中留下特征性印记。2021年，卢煜明团队在《Science》发表综述，将片段组学确立为与基因组学、表观基因组学并列的独立研究维度。

二、cfChIPFrag-Seq技术

尽管 cfDNA 携带上述多维信息，但组蛋白修饰图谱、DNA 片段组学特征往往需要分别开展实验、独立消耗样本、分批次建库测序。这种方式不仅大幅增加了珍贵临床样本的用量，更容易因独立采样、重复提取和批次操作引入系统性偏差，导致两类数据难以在同一坐标系下直接对应、整合与联合建模，制约了多维分子信息在无创液体活检中的深入应用。

基于上述挑战，云序生物正式推出 cfChIPFrag-Seq技术服务。该技术在同一份cfDNA样本中并行构建两类文库，一次测序即可同步输出全基因组组蛋白修饰图谱与cfDNA片段组学特征：

IP 文库：组蛋白修饰富集与染色质调控解析

采用针对特定组蛋白修饰的高特异性抗体，对血浆cfDNA进行免疫沉淀富集，结合高灵敏度微量建库策略，实现对超低输入、超短受损 cfDNA 分子的高效捕获。该文库可在全基因组范围内精准识别组蛋白修饰富集区域，解析染色质调控状态，为肿瘤溯源与靶点发现提供核心表观证据。

Input 文库：片段组学全景解析与背景校正

同一样本中另取一部分 cfDNA，不经抗体富集与转化处理，直接建库测序，最大程度保留 cfDNA 的天然物理特征。该文库不仅支持片段大小比（FSR）、末端motif（EDM）、断点motif（BPM）、核小体足迹等多维片段组学分析；还可作为极佳的“背景参照”，完美校正拷贝数变异（CNA）、GC偏好及测序覆盖度不均等系统性偏差，显著提升组蛋白信号的定量精度。

cfChIPFrag-Seq在不增加样本消耗的前提下，通过一次建库测序，同步输出组蛋白修饰图谱与cfDNA片段组学特征，真正实现“一次测序，两份数据”，为无创液体活检研究提供多维度分子证据。

技术优势

1. 一次测序，双维数据，天然同源配对

同一份 cfDNA/循环核小体样本并行构建 IP 和 Input 两类文库，分别用于全基因组组蛋白修饰与全景片段组学分析。两类数据天然来源于同一份原始样本，不仅极大节省了珍贵的临床微量样本，更从根本上消除了独立采样、重复提取及分批次建库带来的系统性偏差，使组蛋白修饰信号与片段物理特征能够实现精准的“一对一”对应与多组学联合建模。

2. 匹配同源 Input 对照，精准校正个体间系统性偏差

cfChIPFrag-Seq 在获取组蛋白修饰 IP 信号的同时，保留同一样本的 Input 文库作为背景参照。在数据分析中，Input 数据可有效扣除肿瘤拷贝数变异（CNA）、天然染色质可及性差异、GC含量偏好及测序覆盖不均等系统性背景噪音，使得不同个体、不同时间节点之间的组蛋白修饰富集信号具有极高的定量准确性与可比性。

3. Input 文库完整保留 cfDNA 原始物理特征

精确的cfDNA片段组学分析高度依赖片段长度、末端序列、断裂位点和核小体足迹等天然物理信息。cfChIPFrag-Seq 中的 Input 文库不经过抗体富集，也不经过任何化学或酶促转化处理，而是直接由天然 cfDNA 建库测序，最大程度保留 cfDNA 的原始片段特征。

4. 可开展组蛋白修饰特异性片段组学分析，挖掘联合特征

IP 文库特异性富集了携带特定组蛋白修饰的 cfDNA 片段。由此，我们不仅可以分析全基因组的背景片段特征，还能针对这些“特定功能修饰片段”单独开展长度分布、末端基序等靶向片段组学分析。通过将组蛋白修饰状态与片段组学特征直接关联，可挖掘单一组学难以获得的疾病相关信号，提升液体活检中对弱信号、早期病变和复杂异质性样本的识别能力。

技术原理

提取后的cfDNA分为两部分：一部分使用组蛋白修饰抗体进行免疫沉淀富集（IP文库），用于全基因组染色质调控解析；另一部分未经富集直接保留作为Input文库，用于cfDNA片段组学分析。

cfChIPFrag-Seq流程图

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