2020年5月29日,在深圳華大基因股份有限公司(以下簡稱華大基因,股票代碼300676.SZ)召開的“全景測序 防癌控癌——2020華大基因腫瘤技術成果研討與發(fā)布會”上,華大基因在線發(fā)布了三款腫瘤檢測技術:基于甲基化快速靶向測序EpiPlexTM的肝癌早檢技術 、同源重組缺陷(HRD)檢測技術(GSA)、實體瘤患者定制化監(jiān)測技術(Signatera),助力腫瘤的篩、診、監(jiān)的全景防控。

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復旦大學附屬中山醫(yī)院副院長、肝臟外科主任周儉教授、復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院婦科主任吳小華教授,共同擔任此次大會主席;北京協(xié)和醫(yī)院婦科主任醫(yī)師吳鳴教授、復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院大腸外科主任醫(yī)師彭俊杰教授、華大基因腫瘤事業(yè)部負責人朱師達博士、華大數(shù)極生物科技(深圳)有限公司首席技術官汪宇盈博士、華大基因腫瘤研發(fā)技術負責人吳惠子博士分別分享了關于卵巢癌、腸癌、肝癌三個方向的國內外研究、臨床治療進展,及3款華大基因最新腫瘤檢測技術。華大基因大眾傳播部總監(jiān)項飛主持了此次大會。

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惡性腫瘤(癌癥)已經成為嚴重威脅中國人群健康的主要公共衛(wèi)生問題之一。癌癥預防分為三級,一級預防是病因預防,遠離致癌危險因素,減少發(fā)病機率。二級預防是對癌癥早發(fā)現(xiàn),早診斷;三級預防是臨床標準化治療和康復治療,改善癌癥患者的預后和生活質量。朱師達博士表示,華大基因堅持在腫瘤基礎科研和臨床應用方面不斷探索,在精準腫瘤領域持續(xù)發(fā)力,此次發(fā)布的三款技術正是應對腫瘤的早期診斷、用藥指導、復發(fā)監(jiān)測,助力腫瘤的全景防控。

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技術1:尋癌變因子特征信號——基于甲基化高深度靶向測序的肝癌早檢技術

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中國是一個肝癌大國。據(jù)統(tǒng)計,中國每年新增的肝癌患者約37萬[1],約占全球新增肝癌患者的一半(95萬)[2]。肝癌是一種隱匿性發(fā)病的癌癥,早期臨床癥狀多不明顯,但是病情進展迅速,整體五年生存率僅有18%。對肝癌高危人群的篩查和監(jiān)控,有助于肝癌早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療,是提高肝癌患者治療效果和生存率的關鍵。目前臨床常用的肝癌篩查手段是血清甲胎蛋白(AFP)檢測聯(lián)合肝臟超聲檢查,在一定程度上能夠有效的降低肝癌死亡率,但對早期肝癌的靈敏度和特異性不太理想(AFP檢測靈敏度25-65%,特異性80-94%;超聲檢查靈敏度51-78%,特異性80-100%)[3],限制了其在肝癌早篩早診方面的應用價值。

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近年來, 腫瘤細胞壞死或凋亡過程中釋放至外周血中的DNA(Circulating tumor DNA,ctDNA)的發(fā)現(xiàn)為癌癥液體活檢技術的發(fā)展提供了基礎,同時也為癌癥早篩和早診提供了新的思路和方向。但是,ctDNA的信號常常淹沒在大量游離DNA(cell-free DNA,cfDNA)的背景中,因此,高效的新型檢測技術的開發(fā)和有效的分子標志物的發(fā)現(xiàn)十分關鍵。

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此次發(fā)布的由華大基因旗下子公司華大數(shù)極生物科技(深圳)有限公司(以下簡稱“華大數(shù)極”)開發(fā)的新型肝癌早檢技術,通過數(shù)極自主研發(fā)的甲基化快速靶向建庫測序技術(EpiPlexTM),對血液中游離DNA 中肝癌特異性CpG位點的甲基化狀態(tài)進行單堿基分辨率的定量檢測。會上,華大數(shù)極首席技術官汪宇盈博士公開了多中心臨床試驗數(shù)據(jù),結果表明該技術對早期肝癌的檢測能達到89.5%靈敏度和93.7%的特異性。接下來,華大數(shù)極將進一步擴大臨床驗證規(guī)模,并計劃開展前瞻性隊列研究以評估該技術的臨床應用價值。

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技術2:探基因組瘢痕奧秘——同源重組缺陷(HRD)檢測技術(GSA)

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國家癌癥中心發(fā)布的中國2019最新癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,中國每年卵巢癌新發(fā)病例約為5.21萬例,每年因卵巢癌死亡約2.25萬例[1],由于大多數(shù)卵巢癌患者發(fā)現(xiàn)已經是晚期,并且5年生存率不足30%,因此卵巢癌已經成為女性最致命的惡性腫瘤之一。

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卵巢癌的精準靶向治療相對于其它腫瘤來說起步較晚,但隨著PARP抑制劑的問世給卵巢癌患者帶來了新的希望。2014年第一款PARP抑制劑奧拉帕利被FDA批準用于胚系BRCA基因突變的晚期卵巢癌患者。隨后又有多個PARP抑制劑陸續(xù)獲批上市,極大地延長了卵巢癌患者的無鉑間期,提高了生存獲益,帶領卵巢癌治療真正邁進了精準維持治療時代。今年5月11日,FDA批準了奧拉帕利聯(lián)合貝伐珠單抗用于HRD陽性人群一線維持治療的適應癥。卵巢癌PARP抑制劑生物標記物從BRCA基因拓展到了HRD狀態(tài),這是一個質的飛躍,意味著獲益人群將從20%左右擴展到大約50%以上。

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華大基因腫瘤事業(yè)部負責人朱師達博士提到,根據(jù)目前國內外公認的HRD檢測方法— Genomic Scar法,華大基因基于中國人群的遺傳多態(tài)性數(shù)據(jù),設計了一個涵蓋數(shù)十萬個單核苷酸多態(tài)性(SNP)位點,能夠覆蓋整個基因組的panel,并自主研發(fā)GSA (Genomic Scar Analysis)分析流程。該流程通過評估基因組雜合性缺失(Loss of heterozygosity,LOH)、端粒等位基因失平衡(Telomeric allelic imbalance,TAI)和大片段遷移(Large-scale state transitions,LST)這三項指標計算HRD score,評估同源重組缺陷狀態(tài)。

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朱師達博士還提到,GSA技術中至關重要的一個環(huán)節(jié)就是腫瘤純度和倍性的校正。因為腫瘤細胞易發(fā)生染色體變異(即非整倍性),這種現(xiàn)象可在多個癌種患者的腫瘤細胞中都存在,其原因可能是由于腫瘤細胞中與有絲分裂相關的基因發(fā)生了突變,使染色體發(fā)生不均等分離,從而導致檢測出較多的CNV[4]。因此,在進行HRD檢測分析過程中,需要針對個體患者進行腫瘤純度和倍性的校正,使檢測結果更能真實反映患者的同源重組缺陷狀態(tài),華大基因針對該環(huán)節(jié)進行了相關驗證,充分證實了華大自主開發(fā)GSA技術的科學性與準確性。

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技術3:察動態(tài)分子殘留——實體瘤患者定制化監(jiān)測技術(Signatera)

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隨著科技和現(xiàn)有醫(yī)療技術的進步,癌癥治療越來越趨向于精準化治療,大部分患者能夠帶瘤生存。據(jù)統(tǒng)計,2015年之后,中國癌癥患者的5年生存率為36.9% [5]。針對這部分患者,急需一種長期有效的臨床手段對其疾病進展進行動態(tài)監(jiān)測。然而,現(xiàn)有的監(jiān)測方式,如腫瘤標志物、CT掃描、核磁共振成像(MRI)、斷層掃描成像(PET)、鉬靶X線和X-光等,存在一定的局限性,特異性或敏感性較差,用于療效評估和復發(fā)監(jiān)測臨床效果欠佳,往往會使患者錯失最佳治療時機。尤其是采用新型療法的患者,很難用傳統(tǒng)的影像學方法準確評估其疾病進展,如接受免疫治療的腫瘤患者中有2%-8%被報道存在假進展[6]。而ctDNA半衰期短,敏感性高,能夠及時反映腫瘤的動態(tài)變化,并且與常見腫瘤標志物相比,ctDNA監(jiān)測反映的疾病進展與陽性影像結果具有更好的一致性[7]。

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華大基因與美國Natera 公司強強聯(lián)合,開發(fā)了基于DNBSEQ測序原理的、針對實體瘤患者定制化監(jiān)測的Signatera 技術。該技術通過全外顯子測序技術(WES)對腫瘤組織和配對血細胞進行全景檢測,然后結合超高深度液體活檢對患者的疾病進行動態(tài)監(jiān)測,特定位點的有效測序深度超過30,000X,能有效檢測頻率 < 0.1%的體細胞突變[9-10], 具有高達99.5%的臨床特異性[8-12],做到更早、更精準的預測腫瘤復發(fā)和疾病進展。

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華大基因吳博士表示,在結直腸癌、乳腺癌、非小細胞肺癌和膀胱癌的臨床試驗中,該技術相比影像學和腫瘤標志物檢測,最早可提前24個月提示患者臨床復發(fā)[10-13]。Signatera技術不僅能夠檢測術后MRD狀態(tài),還能全程監(jiān)測患者ctDNA動態(tài)變化,精準預測疾病進展,提早防范腫瘤復發(fā),為醫(yī)生調整治療方案提供參考,也為患者接受最合適的治療爭取有效的窗口期。

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復旦大學附屬中山醫(yī)院副院長、肝臟外科主任周儉教授:由于疫情的關系,醫(yī)療和公共衛(wèi)生成為了今年兩會的熱門議題之一。在今年的《政府工作報告》提到要實施癌癥防治行動,推進預防篩查、早診早治和科研攻關,著力緩解民生的痛點。肝癌在我國癌癥發(fā)病率中排第四位,死亡率排第二位,疾病負擔重。如何建立肝癌早檢新技術、研發(fā)轉移復發(fā)預警新方案、克服肝癌異質性制定個體化治療新策略,一直是我們中山醫(yī)院致力探索的方向。今天也很榮幸展示我們跟華大基因合作研發(fā)的甲基化液體活檢技術的成果,該技術可以高敏地檢測血液中游離DNA中肝癌特異性的、表觀基因組層面的異常信號,從而實現(xiàn)對早期肝癌的無創(chuàng)檢測;其檢測性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的腫瘤標志物。此外,我們也跟華大基因在實體瘤患者的定制化監(jiān)測技術展開了臨床合作。該技術針對腫瘤的患者治療期和治療后進行全程監(jiān)測,具有非常廣泛的臨床應用場景和很高的臨床特應性和靈敏性。同時,我也了解到這個技術在Nature, Jama oncology, JCO等雜志發(fā)表了數(shù)據(jù),有比較堅實的臨床數(shù)據(jù)顯示其能比現(xiàn)有的影像學和腫瘤標志物提前提示患者的臨床復發(fā)。我們期待,這些新技術能幫助推動中國癌癥患者的臨床診療方案進步,為中國的癌癥患者帶來福音。

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復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院婦科主任吳小華教授:去年10月,FDA批準了尼拉帕利用于HRD陽性的三線或三線以上卵巢癌患者的維持治療;今年5月,FDA批準了奧拉帕利聯(lián)合貝伐珠單抗用于HRD陽性的卵巢癌患者的一線維持治療。并且,今年最新公布的2020年V1版卵巢癌NCCN指南中提到,如果BRCA1/2基因檢測結果為陰性,HRD陽性可以作為PARP抑制劑一線維持治療的2B級證據(jù)。但是,目前國內還沒有成熟的HRD檢測技術。如果能夠有一個基于中國人群的多態(tài)性特征來檢測HRD的技術,這對于國內卵巢癌的精準診治也是一個推進,會給更多的患者帶來獲益。我們跟華大合作開展了HRD的臨床檢測項目,取得了較好的階段性成果。希望華大能夠探索到更適合中國人群的HRD檢測方法,并且這個方法是經過中國人群測試和驗證的,客觀反映中國人群的HRD狀態(tài),在臨床上能夠給患者帶來更多的獲益。

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北京協(xié)和醫(yī)院婦科主任醫(yī)師吳鳴教授:近期公布的一些臨床試驗數(shù)據(jù)來看,像PAOLA-1、PRIMA臨床數(shù)據(jù)表明,除了BRCA1/2陽性的卵巢癌患者,HRD陽性也可以從PARP抑制劑的臨床治療中獲益。并且今年最新公布的2020年V1版卵巢癌NCCN指南中提到,如果BRCA1/2基因檢測結果為陰性,HRD陽性可以作為PARP抑制劑一線維持治療的證據(jù)。這說明HRD檢測對卵巢癌患者有重要的臨床指導意義。很高興看到華大基因在這方面已經取得了很好的成果,期待這款技術為患者帶來更多的獲益。

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復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院大腸外科主任醫(yī)師彭俊杰教授:對于早期腸癌,主要依靠外科手術進行治療;對于II、III期腸癌,通常經分層治療篩選高?；颊呓邮茌o助化療;對于相對低危的患者,可以對患者進行觀察、隨訪或建議患者參加臨床研究。對于IV期腸癌則是通過放化療、靶向治療、手術治療等多種方案綜合進行治療。?ctDNA作為液態(tài)活檢的重要部分,也是精準醫(yī)療時代重要的武器,適合作為分子標志物。ctDNA的主要應用包含:早期診斷、分子分型、檢測微小殘留病灶、治療療效的動態(tài)監(jiān)測等方面,其檢測結果為臨床決策提供依據(jù)。從臨床實踐也可以看到,每一個腸癌患者的特征是不一樣的。很高興看到華大基因用WES結合ctDNA監(jiān)測的方法,為每一個患者提供獨特的監(jiān)測Panel,真正地邁向個體化醫(yī)療。

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華大基因將秉持“基因科技造福人類”的使命,繼續(xù)發(fā)揮自身在基因科技領域的優(yōu)勢,研發(fā)更多國際領先的技術,為精準腫瘤診治提供全面解決方案,讓更多醫(yī)生和患者通過先進技術獲益,為“健康中國2030”貢獻堅實的自主科技力量助力。

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專業(yè)名詞解釋:

靈敏度(Sensitivity,也稱為真陽性率)是指實際為陽性的樣本中,判斷為陽性的比例(例如真正患病人群中,被醫(yī)院判斷為有疾病者的比例)

特異度(Specificity,也稱為真陰性率)是指實際為陰性的樣本中,判斷為陰性的比例(例如真正沒有疾病的人群中,被醫(yī)院判斷為沒有疾病者的比例)

DNA甲基化:DNA化學修飾的一種形式,能在不改變DNA序列的前提下,改變遺傳表現(xiàn)。為外遺傳編碼的一部分,是一種外遺傳機制。研究表明,癌癥的發(fā)生發(fā)展與DNA甲基化變異引起的基因表達調控異常有密切的聯(lián)系。

數(shù)據(jù)來源:

[1]《國家癌癥中心:中國2019癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)》

[2] Fitzmaurice C, Abate D, et al. Global, Regional, and National Cancer Incidence, Mortality, Years of Life Lost, Years Lived With Disability, and Disability-Adjusted Life-Years for 29 Cancer Groups, 1990 to 2017: A Systematic Analysis for the Global Burden of Disease Study. JAMA Oncol. 2019;5(12):1749‐1768.

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[4] Feng, R., Zong, Y., Cao, S. et al. Current cancer situation in China: good or bad news from the 2018 Global Cancer Statistics?. Cancer Commun 39, 22 (2019). https://doi.org/10.1186/s40880-019-0368-6」

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