血液游離DNA（cfDNA）相關的臨床研究與應用已十分成熟，尿液作為唯一可以大量收集的體液樣本，其研究數量卻遠低於血液。尿液cfDNA到底有何特殊之處，其研究的難點又是什麼呢？

尿液成分複雜，DNA酶的活性較高核酸更易降解，同時尿液中存在大量的微生物，也容易導致尿液樣本失效，因此樣本的採集和cfDNA的保存難度更高。為了解決這一難題，QIAGEN推出了PAXgene Urine Liquid Biopsy Set & Tube尿液液體活檢套裝，尿液採集杯可一次性收集120 ml尿液樣本，利用保存管的真空負壓即可在不開蓋的情況下將樣本從採集杯轉移到保存管內並混合，操作簡單、乾淨衛生並杜絕開蓋污染。保存管可最高保存10 ml尿液樣本，非交聯反應的保護機制穩定尿液中的cfDNA不被降解，並可長時間抑制微生物增長。

與血液相比，尿液樣本更需要及時進行收集和保存，在常規條件下cfDNA降解更快，且gDNA污染也會更多。PAXgene尿液保存管支持各種複雜條件下的樣本儲存與運輸，包括室溫、冷藏、高溫等，大幅度防止降解和gDNA污染，並抑制細菌增殖，cfDNA穩定長達10 天。

與血液cfDNA相比，尿液中cfDNA片段降解程度更高且大小可變，阻礙了基因組的分子研究。雖然尿液中DNase I 的活性是血清中的上百倍[1]，核酸更易降解，但來自美國轉化基因組學研究所的研究人員發現尿液cfDNA的片段分佈在40-120 bp之間有多個強峰，其模式為81 bp主峰和銳利的10 bp週期性，這顯然不是DNase I作用能造成的[2]。

cfDNA的片段化與核小體結構密切相關，血液中的cfDNA大多受核小體保護，具有167 bp的特徵大小，同時血液cfDNA在100-160 bp區域內也有10.4 bp的週期性，這與核小體結合DNA的螺旋間距有關[3]。因此研究人員懷疑尿液cfDNA片段分佈與其特殊的核小體降解模式有關，而後續實驗也證實了這個猜想。實際上，由核小體介導的cfDNA的全基因組分佈和斷裂並不隨機，因此利用cfDNA的末端序列特徵、長度分佈等資訊也可以進行ctDNA的組織來源追溯[4-5]。

尿液中的游離核酸濃度極低，且個體差異巨大。有報導顯示吸煙者尿液的cfDNA含量比非吸煙者更高（女性分別為9.46和9.04 ng/ml；男性分別為4.96 和2.93 ng/ml）[1]，而胰腺導管腺癌患者尿液中cfDNA含量平均值為5.7 ng/ml[6]。因此針對尿液cfDNA研究，往往需要投入更多的起始樣本。QIAGEN經典游離核酸萃取方案QIAamp Circulating Nucleic Acid Kit (#55114) 簡化了從血清、血漿、尿液等無細胞體液中純化游離核酸的過程，不需要離心機和任何磁珠操作，搭配QIAvac 24真空系統即可實現更高效、高通量的游離核酸手工純化。為了尿液cfDNA研究，該試劑盒在原有最高支援5 ml起始樣本的基礎上，又增加了補充方案，支援最高10 ml樣本的cfDNA萃取，以幫助研究人員獲得足夠的研究材料，如果需要處理更大體積的起始樣本，也可以先通過超濾濃縮後再進行萃取[7]。