在最近的一項研究中，圣裘德兒童研究醫院的科學(xué)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(fā)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(gè)新的黃金標準，并強調了將全基因組測序納入兒科癌癥患者臨床測試和治療的迫切需要。
相關(guān)研究最近以“Clinical cancer genomic profiling by three-platform sequencing of whole genome, whole exome and transcriptome”為題發(fā)表在《Nature Communications》雜志。
這項試點(diǎn)研究包括78名患有各種癌癥的兒童和青少年，他們在圣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(gè)新的圣裘德癌癥患者,包括開(kāi)發(fā)了一個(gè)臨床管道，以便及時(shí)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(lèi)DNA的30億化學(xué)堿基的確切順序。盡管全基因組測序提供了對患者正?；蚪M和癌癥基因組差異最全面的評估，但該方法在臨床上沒(méi)有得到廣泛應用，部分原因是測試結果的成本和及時(shí)性。
目前，下一代測序的臨床測試通常包括對整個(gè)外顯子和轉錄組更有限的測序的綜合分析（也稱(chēng)為RNA測序）。其中，外顯子是基因組中編碼蛋白質(zhì)組裝指令的1% - 2%的基因組；轉錄組識別正在表達的基因。
1、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，分析僅限于外顯子和轉錄組的結果。測試在圣裘德臨床診斷實(shí)驗室進(jìn)行。研究發(fā)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(fā)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(jià)值，至少對于兒童癌癥來(lái)說(shuō)是如此，”作者之一Jinghui Zhang說(shuō)。
導致和助長(cháng)癌癥的基因組變化差異很大。癌癥突變包括遺傳密碼中的單堿基變化(點(diǎn)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于識別不同的改變，”Zhang認為，“全基因組測序是發(fā)現某些在兒童癌癥中廣泛存在的突變的方法。”
通訊作者David W. Ellison補充道，“我們期望聯(lián)合測序方法能夠提供對兒童癌癥基因改變的全面看法，這對于治療決策至關(guān)重要，同時(shí)也能作為發(fā)現罕見(jiàn)兒童癌癥基因基礎的引擎。”
2、建立分析管道
在這項研究中，研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)分析管道來(lái)檢測、比較和驗證在全基因組、外顯子組和轉錄組測序中發(fā)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后由一個(gè)具有生物信息學(xué)、遺傳和臨床專(zhuān)業(yè)知識的專(zhuān)家委員會(huì )進(jìn)行審查，然后將研究結果報告給臨床醫生，并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(lèi)似的基因組檢測結果返回的時(shí)間相當。自2013年開(kāi)始這項研究以來(lái)，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(jīng)下降。
臨床管道的一個(gè)關(guān)鍵特征是由圣裘德計算生物學(xué)系的共同第一作者M(jìn)ichael Rusch及其同事開(kāi)發(fā)的軟件。管道簡(jiǎn)化了不同測序平臺收集的基因組變體的整合和驗證。Rusch說(shuō):“在所有三個(gè)測序平臺上驗證結果提高了結果的準確性和靈敏度。”
最后，這項研究中使用的測序數據（無(wú)論是原始數據還是處理后的數據），都可以通過(guò)圣裘德云（St. Jude Cloud）的St. Jude PeCan (兒科癌癥)數據門(mén)戶(hù)網(wǎng)站提供給全世界的研究人員。圣裘德大學(xué)的研究人員希望這一途徑將推動(dòng)未來(lái)涉及全基因組測序的研發(fā)或臨床應用。
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