Nature子刊：對年輕癌症患者進行全基因組測序勢在必行

在最近的一項研究中，聖裘德兒童研究醫院的科學家顯示，將全基因組測序納入臨床基因組測試，可以在近一半的患者中發現更多的致癌基因突變。此舉為臨床基因組測試提供了一個新的黃金標準，並強調了將全基因組測序納入兒科癌症患者臨床測試和治療的迫切需要。

相關研究最近以「Clinical cancer genomic profiling by three-platform sequencing of whole genome, whole exome and transcriptome」為題發表在《Nature Communications》雜誌。

這項試點研究包括78名患有各種癌症的兒童和青少年，他們在聖裘德接受了廣泛的診斷測試。研究為臨床基因組測試奠定了基礎，現已提供給每一個新的聖裘德癌症患者,包括開發了一個臨床管道，以便及時分析、驗證和確定臨床重要結果。

DNA是編碼組裝和維持生命指令的分子，而全基因組測序（WGS）包括確定構成人類DNA的30億化學鹼基的確切順序。儘管全基因組測序提供了對患者正常基因組和癌症基因組差異最全面的評估，但該方法在臨床上沒有得到廣泛應用，部分原因是測試結果的成本和及時性。

目前，下一代測序的臨床測試通常包括對整個外顯子和轉錄組更有限的測序的綜合分析（也稱為RNA測序）。其中，外顯子是基因組中編碼蛋白質組裝指令的1% - 2%的基因組；轉錄組識別正在表達的基因。

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研究結果

這項研究比較了整合患者腫瘤和正常DNA的全基因組和全外顯子測序（WES）以及腫瘤DNA的全轉錄組的臨床測試結果，分析僅限於外顯子和轉錄組的結果。測試在聖裘德臨床診斷實驗室進行。研究發現：

（1）在47%的患者中，包括全基因組測序在內的臨床測試確定了已知或可能的致癌突變，而這些突變在僅用全外顯子和全轉錄組測序的測試中未被發現；

（2）包括所有三種下一代測序方法（全基因組測序，全外顯子測序以及全轉錄組測序）的測試檢測到99%的已知或疑似致癌突變，相比之下，僅用全外顯子和全轉錄組的測試檢測到78 %的突變。

「這真的顯示了全基因組測序的價值，至少對於兒童癌症來說是如此，」作者之一Jinghui Zhang說。

導致和助長癌症的基因組變化差異很大。癌症突變包括遺傳密碼中的單鹼基變化(點突變)、染色體重排和DNA片段的缺失或添加引起的結構變化。「不同的測序方法更有利於識別不同的改變，」Zhang認為，「全基因組測序是發現某些在兒童癌症中廣泛存在的突變的最佳方法。」

通訊作者David W. Ellison補充道，「我們期望聯合測序方法能夠提供對兒童癌症基因改變的全面看法，這對於治療決策至關重要，同時也能作為發現罕見兒童癌症基因基礎的引擎。」

從左到右：Michael Rusch, Sheila Shurtleff, Jinghui Zhang, and Scott Newman 來源: St. Jude Children"s Research Hospital

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建立分析管道

在這項研究中，研究人員開發了一個分析管道來檢測、比較和驗證在全基因組、外顯子組和轉錄組測序中發現的腫瘤和胚系基因的變異，以確認可能的致病變異。變異排名和臨床重要性隨後由一個具有生物信息學、遺傳和臨床專業知識的專家委員會進行審查，然後將研究結果報告給臨床醫生，並納入患者的醫療記錄。

如今，該管道平均在31天內提供報告結果。這與腫瘤外顯子組測序或類似的基因組檢測結果返回的時間相當。自2013年開始這項研究以來，每位患者測序和存儲全基因組、外顯子組和轉錄組數據的成本已經下降。

臨床管道的一個關鍵特徵是由聖裘德計算生物學系的共同第一作者Michael Rusch及其同事開發的軟體。管道簡化了不同測序平台收集的基因組變體的整合和驗證。Rusch說:「在所有三個測序平台上驗證結果提高了結果的準確性和靈敏度。」

最後，這項研究中使用的測序數據（無論是原始數據還是處理後的數據），都可以通過聖裘德雲（St. Jude Cloud）的St. Jude PeCan (兒科癌症)數據門戶網站提供給全世界的研究人員。聖裘德大學的研究人員希望這一途徑將推動未來涉及全基因組測序的研發或臨床應用。

責編：浮蘇

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參考資料：1）Researchers find a "critical need" for whole genome sequencing of young cancer patients

2）Clinical cancer genomic profiling by three-platform sequencing of whole genome, whole exome and transcriptome

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