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  肿瘤基因测序新趋势:从局部“精准”走向整体“全景”
2019-06-05

​    肿瘤基因测序新趋势:从局部“精准”走向整体“全景”


时空全景测序,包括空间全景和时间全景。

空间全景是指测得全,包括全突变谱,全表达谱,全融合谱,全免疫谱。时间全景是指在空间全景的基础上,多个时点连续监测。

一、血液肿瘤全突变谱——Panel及全外显子测序分析

传统的Sanger测序已不能满足血液肿瘤分子诊断的需要,这主要缘于Sanger测序的局限性:

通量低:一次只能检测少数几个基因,而需要检测的基因有上百个,必然会漏检。

灵敏度低:只能检测到丰度超过30%的突变,无法检测早期肿瘤的低丰度突变。

全突变谱,是指通过对肿瘤细胞的高通量测序(NGS),合胚系测序对照,得到所测基因的全部体细胞突变。一般采用捕获测序策略,因检测范围和成本不同,主要分Panel或全外显子组两类。

血液肿瘤Panel测序分析
将全部血液肿瘤相关的约上百个基因DNA编码区进行NGS测序,特点是:

高通量:一次检测数十万个碱基,这是Sanger测序无法企及的;

灵敏:超高深度(2000X以上)测序,可以检测到低丰度突变。

报告提供超有价值的临床信息,包括用于指导用药的药物靶标分析、药物敏感性分析,以及判断预后的分析等。

血液肿瘤全外显子组测序(WES)分析
血液肿瘤全外显子组测序是对2万个基因的编码序列进行高深度测序,测序深度为:

肿瘤组织(或骨髓)600X,正常对照组织100X,5%以上丰度变异检出率大于95% 。

外周血循环肿瘤DNA(ctDNA)1000X,正常对照组织100X,3%以上丰度变异检出率大于95% 。

与Panel相比,WES可以提供更多的临床价值:

用药及预后指导(与Panel相同);
肿瘤突变负荷(TMB)分析(用于PD1药物指导);
肿瘤新抗原(neoantigen)分析(用于新抗原免疫治疗);
二、血液肿瘤全表达谱——转录组(RNAseq)分析

全表达谱,是指通过对肿瘤细胞的mRNA进行全转录组测序分析,得到全部基因的异常表达信息,从而指导个体化用药。

转录组:某个物种或特定细胞在某一功能状态下产生的所有RNA的总和,是研究细胞表型和功能的一个重要手段。与基因组不同的是,转录组的定义中包含了时间和空间的限定。

转录组测序:利用NGS技术进行cDNA测序,全面快速地获取某一物种特定器官或组织在某一状态下的几乎所有转录本。相对于传统芯片而言,转录组测序无需预先设计探针,即可对任意物种的任意细胞类型的转录组进行检测,能够提供更精确的数字化信号,更高的检测通量以及更广泛的检测范围。转录组可以提供全表达谱和全融合谱的信息。

全表达谱分析:

血液肿瘤的发生、演变和疗效可以体现为一系列基因的表达变化,转录组分析可以清晰揭示这一变化。可为临床精准分型,精准治疗和科研转化提供依据。

全表达谱信息有着重大的临床价值:
指导预后评估:如c-MYC过表达,提示较差的预后。
指导精准靶向治疗:如FLT3高表达,可用舒尼替尼对治。
指导CAR-T免疫治疗:当检测到靶标基因(如CD19或BCMA)低表达或产生了可变剪切体,则可以预先提示CAR-T疗效受限。


三、血液肿瘤全融合谱——转录组(RNAseq)分析

全融合谱,是指通过转录组测序(RNAseq),对全部有表达的基因的mRNA进行测序分析,得到全部融合基因的序列信息。

传统的融合基因检测方法(RQ-PCR、FISH)存在严重局限,只能检测已知伙伴基因的已知断点的融合基因,漏检率非常高


即便是有限的三四十对融合基因,传统方法也只能检测有已知的确定的断点的融合,如果断点在所设计的探针或引物检测范围之外则无法检测到。

但转录组测序(RNAseq)是对所有基因的mNRA序列进行不加选择的测序,理论上可以检测到全部融合转录本。

B/T细胞以其独特的B/T细胞受体(即BCR或TCR)基因而同其他体细胞相区别。人体的BCR和TCR经过VDJ重排,可形成10^12~15种数目庞大的种类,每一种B细胞或T细胞都有其独有的BCR或TCR序列,故体内全部B细胞或T细胞实际是一个包含了海量BCR/TCR信息的细胞库,所有BCR/TCR基因序列的总和可以称为免疫组,或免疫组库。正常的免疫组库信息代表着机体对抗外敌的正面力量,可俗称为“我方”。

B/T细胞肿瘤往往源自某一个B/T细胞始祖克隆,因此这类患者往往存在某种BCR或TCR的高丰度的单克隆的B细胞或T细胞。这类来自肿瘤细胞的BCR/TCR基因序列的信息可以俗称为“敌方”。

 

 

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