Nature子刊｜華大智造DNBSEQ測序平臺助力超萬例中國泛癌種患者ctDNA檢測研究

4年前發(fā)布在 7X24h 資訊

在臨床腫瘤基因檢測中，液體活檢相較于組織檢測有諸多優(yōu)勢，如取樣方便、能夠克服腫瘤異質(zhì)性等，為患者帶來極大便利。但由于ctDNA在血液中的含量很低，這就對測序技術(shù)提出了很高的要求，以確保低頻突能夠有效檢出，而這需要依賴于可靠的測序平臺。

2021年1月，來自北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院和中國人民解放軍總醫(yī)院的研究團隊，在Nature?Communications?在線發(fā)表了題為“Pan-cancer circulating tumor DNA detection in over 10,000 Chinese patients”的研究論文。該研究基于華大智造MGISEQ-2000測序平臺，通過對超萬例中國泛癌種患者ctDNA檢測數(shù)據(jù)的分析研究，幫助我們?nèi)媪私庵袊┌Y患者的基因組信息，也為進一步探索基于ctDNA信息改善中國癌癥患者的治療方案和生存率提供了基礎(chǔ)。

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此次分析共納入11,525例癌癥患者的13,333份血液樣本，分析了41種主要癌癥類型，其中非小細胞肺癌（n=5,548）占比最多，同時還包含了結(jié)直腸癌、乳腺癌、上消化道癌癥和肝細胞癌等常見癌癥。為了消除克隆性造血 (CH) 相關(guān)變異的干擾，研究人員還對白細胞 (WBC) DNA進行了平行測序，通過與cfDNA進行比較，以識別腫瘤特異性基因組改變。

樣本采集：10ml外周血，72h內(nèi)處理；樣本類型：血液和匹配的WBC及組織中分離的DNA檢測基因：1021基因，1.09Mb；

測序平臺：MGISEQ-2000

測序深度：血漿cfDNA的中位測序深度為4,429X（1,000-30,368X）；白細胞對照的中位測序深度為423X（369-7,279X）；組織中位測序深度：1808×（487-5525×）

腫瘤分期：11.4%的患者為I–III期，局部出現(xiàn)腫瘤；54.8%的患者為臨床IV期，發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移；33.8％的患者缺少詳細的分期信息。

在對白細胞（WBC）進行了平行測序后，研究人員在超萬例cfDNA樣本中，篩選出1861個血液樣品的2754個CH突變，占比14%，常見CH突變基因有15個，其中最常見的是DNMT3A，TP53，TET2和PPM1D，而不同癌癥的CH變異發(fā)生率也有所不同。

不同癌種中，ctDNA靈敏度、AF、bTMB有一定差異

消除CH變異體后，研究人員在9,801個血漿樣本中檢測到51,133個非同義突變、1,945個拷貝數(shù)變異和442個染色體重排數(shù)據(jù)，ctDNA檢測的總靈敏度為73.5%。不同癌種和不同分期的ctDNA檢測的靈敏度有所不同，例如在SCLC、前列腺癌、子宮癌等靈敏度較高。此外，在79.7% IV期樣本和57.9% I-III期樣本可檢測到基因變異，提示液體活檢可作為腫瘤早期篩查的手段。對比不同癌種的ctDNA等位基因頻率（AF），發(fā)現(xiàn)SCLC的ctDNA AF最高，腦膠質(zhì)瘤的ctDNA AF最低。在bTMB方面，小細胞肺癌，子宮癌，膀胱癌，結(jié)直腸癌和宮頸癌的的bTMB高于其它癌種，而甲狀腺癌和腦膠質(zhì)瘤中的bTMB最低。

泛癌種ctDNA突變圖譜

研究人員統(tǒng)計了不同癌癥類型的常見基因突變頻率，結(jié)果與預(yù)期一致，比如非小細胞肺癌中EGFR（44.2%）突變，結(jié)直腸癌中的APC（44.4％），KRAS（33.8％）和PIK3CA（11.2％）突變等，同時發(fā)現(xiàn)泛癌中常見的突變基因是TP53(50.5%)。另外，對比ctDNA液體活檢與組織活檢的驅(qū)動基因頻率，顯示了兩者很強的線性關(guān)系（R2?=?0.87，p?<?0.001），表明了ctDNA檢測的可信度。但也依然存在一定的差異。

ctDNA助力腫瘤精準診療

在排除了組織學(xué)未知的肺癌和未知的原發(fā)癌樣本后，研究人員分析了8,032例

血液樣本，在其中的3,306例樣本中檢測出了潛在的藥物敏感性靶標，占比約41.2%。與靶向藥物標志物相關(guān)的共有63種類型，其中EGFR 19del是最常見藥物敏感標志物，PIK3CA突變在17種癌種中檢測到。在NSCLC，GIST，乳腺癌，宮頸癌和黑色素瘤等靶向治療較為成熟的癌種中，標志物的克隆性通常高于其他類型，也提示在這些癌種中的靶向治療效果可能較好。

總體而言，ctDNA為我們提供了一種非侵入性的方法來闡明患者的基因組圖譜和可操作的信息。研究基于華大智造MGISEQ-2000平臺對超萬例中國泛癌種患者血漿cfDNA和白細胞DNA進行平行測序，揭示了中國人群的ctDNA基因圖譜特征，探究了血漿和組織活檢之間的相似與差異，展示了液體活檢作為腫瘤早篩的可能性，為臨床尋找治療靶點并制定聯(lián)合治療策略提供了基礎(chǔ)，同時也進一步驗證了國產(chǎn)測序平臺在液體活檢領(lǐng)域應(yīng)用的可靠性。

參考文獻：Zhang Y, Yao Y, Xu Y, et al. Pan-cancer circulating tumor DNA detection in over 10,000 Chinese patients[J]. Nature Communications, 12(1): 1-14.