一、样本处理因素
1. 固定与保存不当
福尔马林固定时间过长(超过24小时)会导致DNA与蛋白质交联过度,增加提取难度;固定液未充分渗透组织深层时,未固定区域易发生降解。
组织样本长期保存(超过2年)或反复冻融会加速核酸断裂,建议分装保存于缓冲液并避免冻融循环。
2. 化学与物理损伤
脱水不完全或石蜡包埋时温度过高可能破坏DNA结构。
提取过程中剧烈操作(如机械剪切)或强酸/强碱环境会直接断裂磷酸二酯键(DNA降解的根本化学机制)。
二、内源性酶活性
1. 核酸酶激活
肿瘤细胞内源核酸酶(如DNase)未被有效抑制时,会水解DNA的磷酸二酯键,尤其在样本新鲜度不足或裂解缓冲液螯合剂含量不足时更显著。
2. 代谢异常
肿瘤细胞代谢重编程(如葡萄糖和谷氨酰胺摄取失调)可能通过氧化应激产生自由基,间接导致DNA损伤。
三、治疗相关因素
1. 放疗与化疗
放疗通过电离辐射直接引起DNA单链/双链断裂,化学药物(如顺铂)可能通过烷基化作用破坏碱基。
新型靶向疗法(如PROTAC或LYTAC技术)通过泛素-蛋白酶体或溶酶体途径主动降解特定蛋白(如突变p53或PD-L1),可能伴随DNA稳定性下降。
四、肿瘤微环境特性
1. 缺氧与pH异常
肿瘤组织常处于低氧状态,导致修复酶(如TREX1)功能受限,胞浆DNA积累并触发cGAS/STING通路激活,加剧基因组不稳定性。
微环境pH失衡可能影响碱基互变异构态,促进链断裂。
五、生物学机制
1. 修复系统缺陷
肿瘤细胞中DNA修复通路(如错配修复、同源重组)常因突变(如TP53)失活,导致损伤累积。
跨损伤合成(TLS)等高错误率修复方式虽避免细胞死亡,但增加突变风险。
以上原因可单独或协同作用,实际降解常为多因素叠加结果。针对性的预防措施(如新鲜样本快速处理、添加核酸酶抑制剂)可显著改善DNA质量。