基因检测在肿瘤研究中的应用论文

临床中的NGS基因检测可以设计为针对一组选定的基因，外显子组(所有已知的基因，大约2%的基因组)，或整个基因组。但无论选何种策略，对于临床来说终极目的还是预测和寻根问药（专业点说，寻找与临床表型相关的基因变异，进而指导患者使用何种化疗药、靶向药、评估预后、患病风险等），偏离这个方向对临床意义不大。

测大约30亿个碱基对的DNA序列，内含子和基因间区等大量功能未知区域均会被覆盖，获得大量未知变异信息；检测的变异类型多样，SNV、Indels、SV、CNV、基因重排等；更好的测序覆盖度和一致性；缺乏先验信息，很难确定变异是否是致病的，解读非常困难；测序费用高（测100x深度下，费用是WES的3到5倍）；数据分析，存储所需资源更多。

测大约5千万个碱基对的DNA序列，包含所有的编码区、5'UTR、及3'UTR区域（ coding exons and exon-intron boundaries），大约占基因组的的2%，大约包含人类已知的20000个基因，至少包含了基因组中致病变异的85%；实际测序时只有90-95%外显子区域被测到（二代测序也是有弊端的，不是所有都能测，见下图）、在高/低GC区域会出现GC-bias和探针捕获效率低，导致该区域出现测序深度低的现象；150X测序下，费用是panel的5到10倍，和WGS一样会测到一些VUS变异（与当前疾病无关的变异，解读如果不恰当会给病人带来心理负担，往往需要增加成本来验证这些无关变异）。

针对病人某类疾病密切关联的基因设计（这一步需要花费大量精力了解患者表型和可能的相关基因），只需要测几千到几百万个碱基，包含几个到几百个疾病已知相关基因，更经济；测序深度高，成本低；基因少且注释相对完整，解读更容易，检测更高效；相比于WGS和WES，panel不能用来发现新基因。

测定某种疾病的直接致病基因，如先天性软骨发育不全（achondroplasia, ACH, OMIM: 100800）99%是是由FGFR3基因 >A突变所致，Single gene sequencing可以很好的应对这种情况；这类测序通量低；准确率高（常作为WES和panel的验证金标准）。

并非所有的序列都能同样被NGS测序覆盖(表)，因为该技术存在局限性，使得一些突变难以被检测到 [3] 。

用于突变检测的分析软件和流程众多，常规的流程如图。以检测肿瘤突变为例，存在很多基于不同检测策略检测不同突变类型的分析流程，如基于WGS、WES和Gene Panel技术检测胚系或(和)体系突变(SNV和indel)的流程 [6-9] ，基于WGS检测CNV的流程 [10] ，基于WGS检测SV的流程 [11] ；但无论哪种分析流程，在用于临床实践之前都需要进行验证 [12] 。

肿瘤NGS基因检测， “报告解读”是关键！ 它是精准医疗的关键 “临门一脚” ！对基因检测的需求越来越多；基因检测过程和分析变得越来越复杂；需要对基因检测结果进行个体化临床解读，特别是NGS大panel或WES/WGS；基因检测报告必须写得清楚，报告解读必须通俗易懂，让非遗传学专家，如临床医生或患者也能看懂。

参考资料：

一、对于健康大众而言：

可通过基因检测进行癌症早期筛查，提前了解自身是否患病，是不是高危人群，以及将来患某病的风险，指导受检者改变生活方式，降低患病率。

二、对于肿瘤患者而言：

(1)指导靶同用药：基因检测能筛选出可从靶向药物中获益的患者，让靶向治疗在特定患者群体中发挥出其疗效好、毒副作用低的优势，否则，“盲靶”很有可能让患者错过最佳的治疗时间。

(2)指导免疫治疗：基因检测可以评估指导免疫药物疗效的众多生物标志物(如MSI/TMB等)的水

平，为患者的免疫治疗方案提供可靠的参考依据。

(3)评估化疗/内分泌治疗疗效：基因检测范围可囊括与化疗及内分泌治疗相关的基因位点，提示化疗/内分泌治疗方案的有效性和毒副作用，帮助患者更加合理的选择化疗/内分泌治疗药物。

(4)提示肿瘤复发：有研究表明，基因检测可早于影像学检查数月提示肿瘤复发，可使患者尽早接受治疗。

(5)评估肿瘤的遗传性及易感性：大约10~15%的癌症是遗传造成的，其中乳腺癌、卵巢癌、胃肠道癌症的遗传性因素占重要作用，通过基因检测，可有效评估肿瘤的遗传性，指导患者及其家人提前干预治疗，为家人的健康保驾护航。

组织活检（Tissue biopsy） 是肿瘤癌症诊断的金标准。组织活检通过外科手段获取组织，通过病理学检测（形态学和免疫组化）对肿瘤进行分型分期，确定良恶性；剩余组织通过分子病理检测可指导治疗方案的选择，进行预后预测等。然而，组织活检通过外科手段获取组织的同时，可能存在出血、疼痛、感染、肿瘤播散等风险。另外，临床实践中存在肿瘤癌症组织不可及的情况；对于有些位置较为特殊或者不能耐受的患者，组织活检风险更大。

液体活检（Liquid biopsy） 通过血液或者尿液等体液对癌症等疾病做出分析诊断。目前，液体活检的主要应用领域之一是肿瘤的血液检测，即利用血液提示肿瘤发展进程及抗药性等信息，指导个体化精准治疗；检测对象主要是血液中游离的循环肿瘤 DNA（ctDNA）、循环肿瘤细胞（CTC）和外泌体（Exosome）等。与现有肿瘤组织活检相比，液体活检无侵入性、可频繁多次检测及快速反应能力均体现出显着的优势，应用发展潜力巨大。

NGS技术可以单次检测多个分子标志物，相比于只能单次少量靶标的传统的PCR、qPCR和dPCR等技术，具有明显的优越性。目前，依托于NGS技术，基于病理组织的多分子标志物检测（组织活检）和基于血液ctDNA检测的液体活检被广泛研究。然而，由于两种检测方式本身的差异，两种检测方式的结果可能存在不一致的现象 [1-2] 。

在一项检测EGFR突变Meta-analysis研究中 [3] ，液体活检相比组织活检，总体上灵敏度为68%，特异性为98%。按照检测技术看，基于PCR技术的液体活检灵敏度为51%，特异性为97%；基于ARMS-PCR技术的液体活检灵敏度为66%，特异性为98%；基于测序技术的液体活检灵敏度为79%，特异性为98%。

在一项比较NGS-based组织活检和液体活检一致性的综述中 [4] 可以看到：不同基因的一致性不一样；一些当前指南未推荐检测的基因存在漏检的情况，当前指南推荐检测基因的一致性分别为：ALK，；BRAF，；ERBB2，；EGFR，；KRAS，；MET，；RET，；ROS1， 。

组织活检主要依赖于影像学检查，在肿瘤早期或术后无瘤期间，影像学上无占位效应，因此无法对对肿瘤进行早期检测，也无法有效跟踪治疗效果。但血液或其他体液中却可能存在一些肿瘤相关信息，例如肿瘤细胞释放的 DNA 片段或外泌体等，通过液体活检可以实现肿瘤早期筛查以及术后的复发风险预测等。然而，临床实践中有大量基于组织活检的经验，液体活检目前仍是一门新兴的技术，在临床实践中的应用还需进一步得到验证。目前看，两种检测技术在临床实践中相辅相成 [5] ，因根据实际情况和组织的可及性进行选择。

佳学基因的基因解码基因检测是对基因测序服务和基因检测服务的升级换代。用药指导是一个特色产品，不仅对肿瘤患者可以进行精准用药，对高血压、糖尿病、心血管疾病的靶向治疗也很有特色。