背景：发生在富含CG岛的基因启动子区异常甲基化可导致基因转录受抑,蛋白表达减少,功能下降甚至丧失。肿瘤发生时,一般呈现全基因组低甲基化而特异基因超甲基化的现象。既往研究发现抑癌基因启动子区异常甲基化与食管癌等恶性肿瘤的发生、发展存在显著关联。由于DNA甲基化模式具有肿瘤特异性,即不同类型的肿瘤可能存在不同的DNA甲基化谱,通过识别DNA异常甲基化谱并构建特异文库可以作为肿瘤诊断和预后评价的生物标志物。传统DNA甲基化检测需要组织标本,给应用转化带来困难。外周血中存在的游离DNA (cell free DNA)的遗传特征、甲基化模式与对应的肿瘤组织高度一致,有希望成为疾病诊断、疗效评估及预后预测的分子标志物。本次研究拟通过比较食管癌组织特异基因甲基化水平及其与血浆游离DNA的一致性,构建抑癌基因DNA甲基化谱,探讨血浆循环DNA甲基化作为食管癌早期诊断用生物标志物的可行性。方法：采用Illumina公司生产的450K甲基化芯片检测DNA甲基化,样本来自食管鳞状细胞癌组织、同一病例食管远端切口边缘正常组织及“健康”人群的正常食管粘膜组织。按甲基化B差值和差异分值筛选异常高基化位点,基于GO(Gene Ontology)分析和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分析反映基因生物功能聚类情况,根据极端P值排在前300的位点结合排在前十位的GO功能和KEGG通路的分析、Genecards数据库和文献报道,筛选出10个用于后续验证的差异甲基化位点。进一步扩大样本采用EpiTYPER DNA甲基化时间飞行质谱技术对食管鳞状细胞癌组织、配对血浆进行甲基化定量检测,验证癌组织与血浆游离DNA甲基化的一致性。结果：癌组织和癌旁组织具有相似的甲基化模式。癌组织中高甲基化位点主要分布在CG岛,低甲基化位点主要分布在非CG岛；高甲基化位点主要分布在启动子区,低甲基化位点主要分布在非启动子区域,但是这一现象随着筛选阈值的改变而改变。基于前300位P值以及GO、KEGG分析并且交集获得10个抑癌基因：ADAMTS9、AIM2、CASZ1、CDH13、EBF3、ING2、IQGAP2、KLF6、 TMEFF2和TRITl用于后续验证。采用飞行质谱技术10个基因的38个CG位点,所有位点平均甲基化水平在外周血浆游离DNA中最高,然后是癌组织和正常对照组织。血浆游离DNA的甲基化程度和对应病例癌组织DNA甲基化一致性较好,提示血浆游离DNA可代替癌组织用于异常DNA甲基化检测,具有作为潜在的生物标志物应用于食管癌诊断的价值。结论：基因芯片技术可用于食管癌差异甲基化位点的初筛,但构建的抑癌基因异常甲基化谱在应用前尚需进行大样本、多阶段验证。血浆游离DNA甲基化谱可作为潜在的生物标志物应用于食管癌的诊断。