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高精准度液体活检
jhsbj 2019-11-29 13:06
针对人血浆中非细胞成分的游离 DNA(cfDNA)的 精 准 检测 技术近年来发展迅速。对 实体 肿 瘤 释放到血浆 与体液中 的 相关分子 改 变 可以做实时定量检测 ，该 方法也被 称为 “液体活检”。 由于这种方法的 取材简易方便， 低侵入性和成本 的不断下降 ，结合 二 代测序（ NGS） 技术可以进一步对 外周血浆 DNA 样品 做深度 分析 ， 因此， “液体活检”正在逐步纳入临床 应用 。 “液体活检” 应 用于肿瘤分子 病理学诊断主要是 依据这样的事实 ： 即 癌症患者 外周血 中存在 有 进入血循环的 肿瘤细胞和来自肿瘤 组织释放 的 核酸成分，尤其是 DNA,也有称之为循环肿瘤DNA(ctDNA)；这些癌细胞和ctDNA携带了 全部或部分 的 肿瘤 基因突变信息 。 血浆中存在的 游离 DNA(cfDNA) 可以源自 衰老和 凋亡 的正常细胞，也可以来自 坏死 的 肿瘤细胞 ， 后者 （ 也就是 ctDNA） 最常用于 肿瘤的 “液体活检”。在某些情况下，由于恶性病灶释放到血液中的 ctDNA 比 率偏 低 ， 而 来自正常细胞的循环 DNA 常以较高比率 存在， 可能 限制 或干扰 了对来自 实体肿 瘤 ctDNA的检测敏感性和准确性 。 在这 个 方面，主要的 干扰 因素之一可能是来自 造血系统中产生的循环 DNA。 一些研究认为 血浆中 很大比率的 循环 DNA来自血液 系统 ，包括骨髓的造血细胞 。 在健康的个体中，造血细胞会在衰老过程中发生 某些 克隆 性 扩增， 也 称为克隆性造血 （ clonal hematopoiesis ， CH ) ， 也就是说这些血细胞克隆会具有与总体正常造血不同的某些独特特征；而且这些克隆性 扩增 的 细胞群体中 ， 也会有基因突变发生 。 当然， 这些突变 大多不是 实体瘤中经常 出现的那些 基因 改变， 但 是也有某些与肿瘤相关的 基因 突变发生， 例如 ： TP53或KRAS 等 。 因此，建立能够针 对肿瘤 来源的基因改变 进行准确 测定的 高灵敏度突变检测 方法 ， 过滤和排除非肿瘤来源的基因改变， 允许 做到精 准 指导肿瘤 靶向 治 疗 ， 对提高肿瘤临床治疗的疗效具有重要意义 。 最近， 美国 Sloan-Kettering癌症 中心 的 研究 人员采 用深度 基因 测序 方法对 血浆游离 DNA（cfDNA）变异的来源 进行了研究，结果发表于本期 Nature Medicine 杂志 ( High-intensity sequencing reveals the sources of plasma circulating cell-free DNA variants . 2019-11-25 ) 。 研究人员 通过 对 124例转移性癌症患者 的循环 DNA和 配 对 的肿瘤 活体 组织 细胞 ， 以及 47例无癌症对照 者 的研究，确定了 这种方法对循环 DNA和配 对 白细胞 DNA的 高深 度测序技术 应用 的可行性 和实用性。 这种 测定 方法 涵盖了较大基因组区域（ 508个基因；2 Mega 碱基； 60000倍 原始 深度）。 具有 高灵敏度和特异性，可以从头检测肿瘤来源的突变，推断 和确定循环 DNA中的肿瘤突变负 荷量 、微卫星不稳定性、突变特征和体细胞突变的来源。 研究也发现 绝大多数 循环 DNA突变具有与克隆性造血一致的特征 ， 对照组为 81.6％，癌症患者为53.2％ ， 也就是说癌症患者血浆中的循环 DNA突变有一半以上是源于 白细胞 老化的 克隆性造血 ， 而并不是肿瘤本身的突变 。这种方法证实了以前的观察结果，即 在 健康个体 和 癌症患者 的循环 DNA中都存在 源于克隆造血的 相关突变。 由于 克隆性造血是一种普遍的生物学现象， 因此，这种 cfDNA -白细胞 配对 测序对于准确 分辨基因变异的来源具有重要作用 。 在将来的临床研究和应用中，有必要 也 对 患者血液中的 白细胞部分进行 检 测，以 便 能够将 cfDNA中 由克隆造血引起的基因改变作为 “背景噪音”加以过滤，与 肿瘤基因组 突变区分开来 （图 1）。此外，这种灵敏的方法 也 可以检测 和监控肿瘤发展与治疗过程中，是否有 肿瘤的亚克隆突变 产生；对肿瘤的 预测 性 和预后 性 生物标志物 的准确性加以 评估 ； 对患者 耐药性 产生进行及时的监测和跟踪，以便随时调整治疗策略；对手 术 之 后 是否有微小 残留 肿瘤细胞存在做出准确判断和制定应对措施 。 图 1. 配对 cfDNA和白细胞超深度测序识别癌症患者中肿瘤来源的基因突变：绿色方框代表肿瘤来源体细胞突变；紫色方框代表白细胞克隆性造血来源的基因突变.采用生物信息学分析技术从全部循环DNA(cfDNA)基因突变谱中（绿色和紫色混合方框）区分癌症基因突变和非癌症突变 (clonal hematopoiesis) .这是液体活检在临床患者中应用的关键步骤. 也有学者认为： 在不久的将来， 这种不断改进的 “ 液体活检 ” 技术可 以 扩展到 对 健康 体检中的 癌症 筛查。 这 类似于检查血循环中的微小残留的肿瘤细胞或肿瘤 DNA，需要排除源自 克隆性造血 DNA改变所 导致的假阳性 和误判。因为 克隆性造血 会 给出错误的高肿瘤突变负 荷量（ tumor mutation burden,TMB) 的检测 结果，因此 可能导致 错 误 的诊断。 尽管 克隆性造血 被认为 是一种普遍 存在 的生物学现象 。 但是，并不能说这是一种好的生物学现象。除了它与衰老过程有关之外， 克隆性造血 还与一些疾病发生的 病理风险 有关。例如有证据显示，骨髓增殖异常综合征和 急性髓性白血病 的风险， 心血管疾病，缺血性中风和心力衰竭风险 的 增加 ， 都发现与克隆性造血具有相关性 。 因此，也 有必要 对克隆性造血现象加以深入 研究 。 当然，这些是另外的话题了。 此外 ，非肿瘤性体细胞突变不仅限于 克隆造血这一个方面 ，其他 组织 衰老 过程中也可能有类似情况发生 ， 需要进一步对这些因素加以考虑，以便 能 够 在液体活检中 更精准的 鉴定 和区分 ctDNA。这 些都 是 迈向 实施 “ 液体活检 ” 常规临床 应用的必要步骤 。
个人分类: 生物科技|3224 次阅读|0 个评论
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