血中腫瘍DNA検出　分子バーコード技術

血中腫瘍DNA（ctDNA）では腫瘍組織DNAと異なり、変異アレルの比率が低く、次世代シーケンサーは読み取りエラーが多く（およそ0.1％）、ctDNAの場合は変異とエラーの識別が難しいケースが多く、特に対象遺伝子が多い場合、擬陽性が顕著に増加します。
この問題を解決するために導入されたのが分子バーコード技術です。例えば、それぞれの塩基がA・C・G・Tの混合物である12塩基の配列を血漿DNAに付着させると、各分子は別々の12塩基配列で標識（分子バーコード）されます。そのあとでPCRを行うと、各分子由来の塩基配列は同一の分子バーコードをもつことになります。分子バーコードにより塩基配列をグループ化すると変異は全ての塩基配列に出現しますが、読み取りエラーは一部の配列にしか現れないので、区別することができます。この技術により、実験操作過程（PCRとシークエンシング）のエラーをほぼ完全に除去できるようになりました。

多くの分子バーコード技術が論文で発表されていますが、そのなかで特徴のある技術があります。1つはduplex sequencingで、DNAの両鎖に入った塩基置換と単鎖に入った塩基置換を区別できるもので、前者は変異、後者はDNA損傷と判断できます。もう1つはNOIR-SS(non-overlapping integrated read sequencing system)です。理論的には分子バーコードの種類数をカウントすると塩基配列を決定した分子数を測定できますが、通常の分子バーコード技術では分子バーコード配列に読み取りエラーが入るため、分子バーコードの種類数＝塩基配列を決定した分子数にはならない。NOIR-SSは分子バーコード内読み取りエラーを除去することにより、塩基配列の分子数を測定可能にしました。
現在、市場にある次世代シークエング用ctDNA検出キットは、ほとんど分子バーコード技術を使用しており、ctDNA検出の必須技術になっています。

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