在臨床腫瘤基因檢測(cè)中，液體活檢相較于組織檢測(cè)有諸多優(yōu)勢(shì)，如取樣方便、能夠克服腫瘤異質(zhì)性等，為患者帶來(lái)極大便利。但由于ctDNA在血液中的含量很低，這就對(duì)測(cè)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(cè)序平臺(tái)。
2021年1月，來(lái)自北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院和中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院的研究團(tuán)隊(duì)，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(cè)序平臺(tái)，通過(guò)對(duì)超萬(wàn)例中國(guó)泛癌種患者ctDNA檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析研究，幫助我們?nèi)媪私庵袊?guó)癌癥患者的基因組信息，也為進(jìn)一步探索基于ctDNA信息改善中國(guó)癌癥患者的治療方案和生存率提供了基礎(chǔ)。
Nature子刊｜華大智造DNBSEQ測(cè)序平臺(tái)助力超萬(wàn)例中國(guó)泛癌種患者ctDNA檢測(cè)研究-肽度TIMEDOO
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(xì)胞肺癌（n=5,548）占比最多，同時(shí)還包含了結(jié)直腸癌、乳腺癌、上消化道癌癥和肝細(xì)胞癌等常見(jiàn)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(duì)白細(xì)胞 (WBC) DNA進(jìn)行了平行測(cè)序，通過(guò)與cfDNA進(jìn)行比較，以識(shí)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(cè)基因：1021基因，1.09Mb；
測(cè)序平臺(tái)：MGISEQ-2000

測(cè)序深度：血漿cfDNA的中位測(cè)序深度為4,429X（1,000-30,368X）；白細(xì)胞對(duì)照的中位測(cè)序深度為423X（369-7,279X）；組織中位測(cè)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(xì)的分期信息。

在對(duì)白細(xì)胞（WBC）進(jìn)行了平行測(cè)序后，研究人員在超萬(wàn)例cfDNA樣本中，篩選出1861個(gè)血液樣品的2754個(gè)CH突變，占比14%，常見(jiàn)CH突變基因有15個(gè)，其中最常見(jiàn)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(gè)血漿樣本中檢測(cè)到51,133個(gè)非同義突變、1,945個(gè)拷貝數(shù)變異和442個(gè)染色體重排數(shù)據(jù)，ctDNA檢測(cè)的總靈敏度為73.5%。不同癌種和不同分期的ctDNA檢測(cè)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(cè)到基因變異，提示液體活檢可作為腫瘤早期篩查的手段。對(duì)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(xì)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。
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泛癌種ctDNA突變圖譜
研究人員統(tǒng)計(jì)了不同癌癥類型的常見(jiàn)基因突變頻率，結(jié)果與預(yù)期一致，比如非小細(xì)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(shí)發(fā)現(xiàn)泛癌中常見(jiàn)的突變基因是TP53(50.5%)。另外，對(duì)比ctDNA液體活檢與組織活檢的驅(qū)動(dòng)基因頻率，顯示了兩者很強(qiáng)的線性關(guān)系（R2?=?0.87，p?<?0.001），表明了ctDNA檢測(cè)的可信度。但也依然存在一定的差異。
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ctDNA助力腫瘤精準(zhǔn)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(cè)出了潛在的藥物敏感性靶標(biāo)，占比約41.2%。與靶向藥物標(biāo)志物相關(guān)的共有63種類型，其中EGFR 19del是最常見(jiàn)藥物敏感標(biāo)志物，PIK3CA突變?cè)?7種癌種中檢測(cè)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(biāo)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。
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總體而言，ctDNA為我們提供了一種非侵入性的方法來(lái)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(tái)對(duì)超萬(wàn)例中國(guó)泛癌種患者血漿cfDNA和白細(xì)胞DNA進(jìn)行平行測(cè)序，揭示了中國(guó)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(diǎn)并制定聯(lián)合治療策略提供了基礎(chǔ)，同時(shí)也進(jìn)一步驗(yàn)證了國(guó)產(chǎn)測(cè)序平臺(tái)在液體活檢領(lǐng)域應(yīng)用的可靠性。
參考文獻(xiàn)：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.