基因測序如何推動(dòng)癌癥研究進(jìn)展

　　一項新技術(shù)或產(chǎn)品的問(wèn)世，在給人們帶來(lái)欣喜的同時(shí)，也必然會(huì )引起一定的擔憂(yōu)，當然基因測序技術(shù)便是其中之一。近年來(lái)，基因測序技術(shù)被看作自疫苗問(wèn)世以來(lái)進(jìn)行疾病預防及診斷治療最為重要的科學(xué)技術(shù)突破，該技術(shù)不僅可以大大降低遺傳相關(guān)的疾病發(fā)生率，減少嬰兒出生缺陷，還能夠實(shí)現對疾病預測、預防、預警及個(gè)體化診療;但目前，國內的基因測序市場(chǎng)卻并不讓人滿(mǎn)意，甚至亂得已無(wú)章可循。

　　基因測序是一種新型的基因檢測技術(shù)，能夠從血液或唾液中分析測定基因全序列，預測罹患多種疾病的可能性，個(gè)體的行為特征及行為合理，如癌癥或白血病等疾病。自上世紀90年代初開(kāi)始，科學(xué)家們就開(kāi)始涉足“人類(lèi)基因組計劃”;傳統的測序方式是利用光學(xué)測序技術(shù)，用不同顏色的熒光標記四種不同的基因，然后用激光光源去捕捉熒光信號從而獲得待測基因的序列信息。雖然這種方法檢測可靠，但是價(jià)格不菲，一臺儀器的價(jià)格大約在50萬(wàn)到75萬(wàn)美元，而檢測一次的費用也高達5千到1萬(wàn)美元。

　　而利用新型的基因測序技術(shù)可以使研究人員在短短2小時(shí)內獲取基因信息，相比傳統的光學(xué)測序技術(shù)而言得到結果的速度提高了很多;同時(shí)檢測一次的費用也降到了最低1千美元。

　　有研究表明，人體內總共約有3萬(wàn)多個(gè)基因，人類(lèi)的疾病大多與基因相關(guān)，基因異常、基因受損都會(huì )引起對應的蛋白質(zhì)或酶的功能變化，從而引起疾病�；�因檢測就是通過(guò)血液以及其他體液或細胞中的DNA或RNA進(jìn)行檢測的技術(shù)，從而使人們能了解自己的基因信息，預知身體患疾病的風(fēng)險，通過(guò)改善生活環(huán)境和生活習慣，避免或延緩疾病的發(fā)生。而基因測序是基因檢測的方法之一。

　　相關(guān)統計數據顯示：目前約有2500多種疾病已經(jīng)有了對應的基因檢測方法，并在美國臨床合法應用，甚至基因檢測已成為美國疾病預防的常規手段之一。在我國，基因測序被人們廣為熟知，應該歸功于無(wú)創(chuàng )產(chǎn)前篩查高通量測序這一項目，即通過(guò)化驗孕婦的血液，結合其他臨床信息，來(lái)綜合判斷胎兒患有唐氏癥的危險程度。

　　本文中盤(pán)點(diǎn)了基因測序與癌癥的關(guān)聯(lián)性研究。

　　【1】澳發(fā)明新基因測序技術(shù)“捕獲測序”有助快速診斷血癌

　　澳大利亞科學(xué)家發(fā)明了一種新的基因測序技術(shù)，其精度大大高于現有方法。它就像一臺倍數更高的顯微鏡，可用于對基因組進(jìn)行精細研究，并幫助快速診斷血癌(即白血病)。

　　這項技術(shù)被稱(chēng)為“捕獲測序”，由新南威爾士大學(xué)和加文醫學(xué)研究所的科研人員開(kāi)發(fā)，發(fā)表在新一期英國《自然·方法學(xué)》雜志上。

　　新南威爾士大學(xué)日前發(fā)布的公告稱(chēng)，該技術(shù)可以精確測量樣本中多個(gè)特定基因的活躍程度，即使活躍程度非常低也能檢測出來(lái)。這種敏感性使它在生物醫學(xué)研究方面很有應用前景。

　　人體基因組中除了約2萬(wàn)個(gè)負責制造蛋白質(zhì)的基因，還有大量不制造蛋白質(zhì)的“非編碼基因”，它們在人體發(fā)育、大腦功能等許多方面起到重要的調控作用。但很多這類(lèi)基因的活躍程度很低，往往只在少數細胞里發(fā)揮作用，很難對其進(jìn)行詳細研究。

　　“捕獲測序”技術(shù)能以更高精度分析基因組，類(lèi)似于用像素更高的數碼相機去拍照片，可以更好地呈現當前測序技術(shù)難以探查到的細節，幫助深入了解非編碼基因。

　　【2】腫瘤愈后監控：一個(gè)可能被忽略的基因測序剛需市場(chǎng)

　　2015年被業(yè)內稱(chēng)為基因測序臨床應用的元年。

　　4月8日，浙江迪安診斷技術(shù)股份有限公司(下稱(chēng)“迪安診斷”)發(fā)布公告稱(chēng)，其全資子公司杭州迪安醫學(xué)檢驗中心有限公司取得了第一批“腫瘤診斷與治療項目高通量基因測序技術(shù)臨床應用試點(diǎn)”資格。

　　“公司將積極研究腫瘤篩查與靶向藥物伴隨診斷技術(shù)等，為腫瘤病人設計個(gè)性化治療方案�！钡习苍\斷在公告中寫(xiě)道。迪安診斷是一家為各級醫療機構提供醫學(xué)診斷服務(wù)的醫學(xué)的公司。

　　與迪安診斷一同獲得臨床應用試點(diǎn)的基因公司還包括華大基因、達安基因和博奧生物，華大基因是中國規模最大的基因公司，達安基因是上市公司中唯一以基因為主業(yè)的公司，博奧生物獲得了基因產(chǎn)業(yè)的全部試點(diǎn)牌照和產(chǎn)品證書(shū)。此外，北京、上海、天津、湖南、廣東、浙江等省市的多家醫療機構和第三方檢驗室入選臨床試點(diǎn)。

　　博奧醫學(xué)檢驗所總裁張治位稱(chēng)，“2015年是中國高通量基因測序臨床應用真正的元年，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展和行業(yè)監管可能具有歷史性意義，影響巨大�！�

　　“發(fā)放臨床試點(diǎn)牌照意味著(zhù)商業(yè)化步伐的臨近，”北京知因科技有限公司董事長(cháng)陸鳳林表示：“按照中國生物制藥的監管慣例，試點(diǎn)牌照之后即是產(chǎn)品證書(shū)，腫瘤基因測序或將成為繼無(wú)創(chuàng )產(chǎn)前檢測(NIPT)之后的又一個(gè)基因測序商業(yè)化項目�！�

　　【3】貝瑞和康：用基因測序技術(shù)開(kāi)啟液體活檢新紀元

　　二代測序技術(shù)的迅猛發(fā)展給臨床醫學(xué)不斷帶來(lái)革命式的發(fā)展，最為人們所熟知的無(wú)創(chuàng )DNA產(chǎn)前檢測讓臨床醫生用前所未有的方式實(shí)現了胎兒遺傳病的精準檢測。而在剛剛結束的CSCO學(xué)術(shù)年會(huì )上，將無(wú)創(chuàng )DNA產(chǎn)前檢測引入中國的第一人--貝瑞和康周代星博士，又一次給臨床醫學(xué)帶來(lái)驚喜，這次是全新的腫瘤分子診斷技術(shù)--液體活檢。

　　作為高通量測序技術(shù)臨床轉化的先驅?zhuān)�貝瑞和康在CSCO的首次亮相引發(fā)眾多專(zhuān)家的高度關(guān)注，而“ctDNA(循環(huán)腫瘤DNA)檢測”這個(gè)名詞則成為腫瘤分子檢測領(lǐng)域的熱議話(huà)題。昂科益腫瘤分子診斷是貝瑞和康推出的基于高通量測序平臺，以cSMART技術(shù)和目標區域捕獲測序技術(shù)為核心的腫瘤基因檢測項目，包括靶向用藥檢測、化療用藥檢測、療效監測、腫瘤遺傳易感基因檢測和個(gè)體化醫療全方位檢測等多項檢測服務(wù)，其中擁有獨立知識產(chǎn)權的cSMART技術(shù)為臨床開(kāi)創(chuàng )了真正意義上的“液體活檢”，為臨床腫瘤分子診斷提供了一條全新的思路。

　　cSMART--環(huán)化單分子擴增與重測序技術(shù)，是貝瑞和康獨立研發(fā)、擁有國際知識產(chǎn)權的核心技術(shù)之一。cSMART技術(shù)通過(guò)對腫瘤患者外周血中游離DNA片段進(jìn)行標記、環(huán)化、反向PCR擴增和高通量測序，以獨特的方式進(jìn)行計數，能夠實(shí)現對血漿中ctDNA的絕對定量檢測，靈敏度達1/10000，可以滿(mǎn)足片段化、低含量、低比例ctDNA檢測的要求，在擴增過(guò)程中通過(guò)使用多組引物進(jìn)行多重反向PCR擴增，又可同時(shí)檢測多基因、多位點(diǎn)突變。以cSMART技術(shù)為核心的昂科益腫瘤分子檢測，可以實(shí)現無(wú)創(chuàng )式腫瘤分子診斷，克服傳統方法中存在的取樣困難、無(wú)法進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測及腫瘤異質(zhì)性問(wèn)題等弊端。

　　【4】基因測序的發(fā)展趨勢與商業(yè)模式——探討精準醫療

　　隨著(zhù)人類(lèi)基因組測序技術(shù)的飛速提升、生物醫學(xué)分析技術(shù)的快速發(fā)展和大數據分析工具的日益完善，我們正進(jìn)入全新的醫療健康時(shí)代——精準醫療。

　　精準醫療是一種基于“個(gè)人”的定制醫療模式，其以個(gè)體的組學(xué)信息和遺傳信息為基礎，以環(huán)境、生活方式、既往病史及診療方式等為跟蹤對象，搜集全方位、可量化、有前瞻性和時(shí)效性的個(gè)體數據，通過(guò)數據的綜合分析、挖掘形成有價(jià)值的醫學(xué)信息，最終設計出針對個(gè)體的最優(yōu)解決方案�；�因測序為個(gè)體提供連續基因大數據，是精準醫療的基礎和重要實(shí)現途徑，制藥、器械、IT 等行業(yè)巨頭紛紛布局該領(lǐng)域。

　　基因測序技術(shù)憑借靈敏度高、精度和通量高、價(jià)格低廉等優(yōu)勢，成為基因檢測技術(shù)中獲取人體基因組數據的主流技術(shù)，通過(guò)將基因組數據與無(wú)線(xiàn)生物傳感器獲取的生命體征信息(如血壓、心跳、腦電波、體溫等)，成像設備中的個(gè)體信息(如 CT、MRI、超聲等)以及傳統醫學(xué)數據相結合，精準醫療為個(gè)體提供全新的定制醫療。

　　【5】腫瘤基因測序幫住針對性治療癌癥

　　“讓我們測序你的腫瘤，或許我們能將其同擊敗這種惡性疾病的藥物匹配�！辈贿^(guò)，現實(shí)是基因組分析仍然僅為癌癥病人提供了一小部分幫助�！拔覀兌喟霑r(shí)候不知道如何處理這些信息�！泵绹�紐約斯隆·凱特林癌癥中心(MSKCC)研究人員Charles Sawyers表示。

　　如今，美國和歐洲的一些大型醫學(xué)科學(xué)研究中心正期望通過(guò)匯集關(guān)于患者腫瘤基因組及其臨床結果的數據改變這一切。近日，美國癌癥研究協(xié)會(huì )(AACR)在一次于波士頓舉辦的會(huì )議上宣布了此項計劃。它的名字叫GENIE，是一個(gè)很繞口的首字母縮略詞，分別代表著(zhù)基因組、證據、腫瘤形成、信息和交流。

　　Sawyers表示，GENIE源自和其他癌癥中心同行的談話(huà)。他們正在以“令人難以置信”的速度積累腫瘤基因數據。截至目前，已有7家研究中心加入進(jìn)來(lái)，包括MSKCC、波士頓達納—法伯癌癥研究所、巴爾的摩約翰斯·霍普金斯大學(xué)以及加拿大和歐洲的3家機構。AACR已提供200萬(wàn)美元，用于在為期兩年的試點(diǎn)階段協(xié)調和儲存數據。

　　這些中心一般向癌癥已經(jīng)擴散的晚期癌癥病人提供測序。通常，它們不會(huì )測序全部的腫瘤基因組。相反，測序的是一系列已知癌癥基因，比如經(jīng)常在黑色素瘤中出現變異的BRAF，以及驅動(dòng)很多肺部腫瘤生長(cháng)的EGFR。隨后，測序報告通常交給一個(gè)決定其是否指向某種特定療法的專(zhuān)家委員會(huì )。不過(guò)，盡管BRAF和 EGFR突變能被藥物靶向，但腫瘤通常僅含有在癌癥中所起作用尚未被充分了解的罕見(jiàn)突變。

　　【6】腫瘤基因測序可能誤導癌癥治療

　　近日，來(lái)自約翰霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家們研究發(fā)現，腫瘤基因組測序所獲得的遺傳變化線(xiàn)索，如果不先與癌旁組織的遺傳信息進(jìn)行比較，可能會(huì )誤導近一半癌癥患者的治療。

　　約翰霍普金斯大學(xué)Kimmel癌癥中心的研究人員稱(chēng)，他們分析了超過(guò)800名癌癥患者的測序數據——由Personal Genome Diagnostics公司產(chǎn)生，表明如果沒(méi)有這種比較，在某些情況下試圖個(gè)性化癌癥治療可能是不合適的，患者可能會(huì )得到錯誤的靶向治療。相關(guān)研究結果發(fā)表在國際雜志Science Translational Medicine上。

　　約翰霍普金斯大學(xué)醫學(xué)院癌癥生物學(xué)項目副主任、腫瘤學(xué)和病理學(xué)教授Victor Velculescu博士說(shuō)：“越來(lái)越多的醫院和企業(yè)都開(kāi)始對患者腫瘤進(jìn)行測序，試圖制定個(gè)性化療法。然而，許多機構并沒(méi)有測定每名患者的正常組織，以過(guò)濾掉非癌癥相關(guān)的變化，并真正了解腫瘤中發(fā)生的是什么�！�

　　Velculescu解釋說(shuō)，個(gè)性化的治療越來(lái)越多地靶定驅動(dòng)一個(gè)人腫瘤的獨特遺傳變化，這取決于腫瘤基因的準確評估，但并不是所有的癌癥基因改變與腫瘤直接相關(guān)。他解釋說(shuō)，一些基因改變是所謂的生殖細胞變化，它們是從正常組織中遺傳的基因變化，在人與人之間有所不同。

　　【7】Lancet Oncology：個(gè)性化抗癌藥療效與傳統治療無(wú)差異，但專(zhuān)家仍看好

　　隨著(zhù)基因組測序成本的下降，腫瘤學(xué)家開(kāi)始研發(fā)以病人基因為靶標的昂貴新藥。然而近日發(fā)表在《 Lancet Oncology》的研究表明，個(gè)性化抗癌藥物的療效與比傳統治療相比，并無(wú)多大差異。

　　芝加哥大學(xué)腫瘤學(xué)家Daniel Catenacci認為對個(gè)性化抗癌藥物療效的驗證很重要，因為目前越來(lái)越多的腫瘤學(xué)家專(zhuān)注這領(lǐng)域。本研究第一作者，巴黎居里研究所腫瘤學(xué)家Christophe Le Tourneau表示，在現實(shí)生活中，未經(jīng)過(guò)臨床驗證的試驗很常見(jiàn)。同時(shí)他對此現象表示理解，因為病人想要存活而醫生也想提供幫助。然而，給腫瘤基因突變患者以未獲批的個(gè)性化藥物治療可使研究進(jìn)入更好的臨床階段。

　　如今越來(lái)越多的個(gè)性化藥物獲批準用于治療特定的癌癥，但腫瘤學(xué)家希望這些藥物對其他類(lèi)型癌癥也起作用。然而，超過(guò)30%的癌癥藥物未經(jīng)過(guò)臨床試驗驗證。

　　為了驗證這些個(gè)性化藥物的療效，法國八個(gè)醫院的研究人員分析患者腫瘤遺傳或分子的異常狀態(tài)。研究人員隨機選出195名患者，其中部分患者接受針對性治療，部分接受傳統的化療。調查結果發(fā)現，兩種療效沒(méi)有顯著(zhù)差異。

　　休斯頓德克薩斯大學(xué)MD安德癌癥研究中心的腫瘤學(xué)家Apostolia Tsimberidou表示，該研究證明了個(gè)性化醫療試驗隨機性的可行性。但在她看來(lái)，這次試驗的設計比較糟糕，因為晚期疾病患者可能從個(gè)性化醫療中受益。同時(shí)她還表示，該試驗沒(méi)有選擇最好的藥物作為評估對象，并依賴(lài)于一個(gè)簡(jiǎn)單的方法來(lái)與癌癥突變匹配。

　　【8】基因測序，揭示為何只有一部分乳腺癌復發(fā)

　　雖然大多數乳腺癌可治愈，但有20%左右的病例會(huì )復發(fā)。日前，劍橋大學(xué)研究人員通過(guò)乳腺癌組織的基因檢測，揭示了乳腺癌復發(fā)的遺傳差異性。研究結果顯示乳腺癌復發(fā)病例有不同的基因圖譜，并建議研制靶向乳腺癌復發(fā)驅動(dòng)基因的藥物。

　　該研究由英國劍橋大學(xué)Wellcome Trust Sanger 研究所臨床腫瘤學(xué)家Lucy Yates博士引領(lǐng)，Yates博士說(shuō)：“我們的研究揭示了復發(fā)性腫瘤與非復發(fā)性腫瘤的驅動(dòng)差異，該差異可能與乳腺癌復發(fā)有關(guān)�！�

　　本研究給存在乳腺癌復發(fā)風(fēng)險的患者帶來(lái)新希望。此外，根據新發(fā)現的乳腺癌復發(fā)驅動(dòng)基因研制靶向藥物，被診斷為高風(fēng)險復發(fā)的患者可采用此類(lèi)藥物來(lái)預防疾病復發(fā)。該研究結果將在2015年的歐洲癌癥大會(huì )(ECC)公布，但具體數據已在ECC新聞發(fā)布會(huì )上公布。

　　該研究比較了836個(gè)患者乳腺組織的基因組成，其中161名患者被確診復發(fā)或轉移。研究人員表示無(wú)論從復發(fā)乳腺癌樣本數量角度還是從基因測序的廣度，該研究是目前最大且最全面的研究，其關(guān)注與乳腺癌有關(guān)的365個(gè)基因。

　　【9】Cancer cell：揭示腫瘤診斷新方法，基于血小板的RNA測序

　　近日，來(lái)自阿姆斯特丹自由大學(xué)研究者在Cancer cell雜志上發(fā)表的一篇文章提出，基于腫瘤血小板(Tumor-educated blood platelets，TEPs)的RNA測序可用于泛癌癥分析、癌癥類(lèi)型的區分和腫瘤基因突變診斷。

　　結果表明，血小板的RNA測序可以區分癌癥患者與健康人，其準確率達到96%，也能區分六種原發(fā)腫瘤類(lèi)型，其準確度達到71%，并能識別幾種腫瘤中發(fā)現的基因改變。領(lǐng)先于其他的液體活檢，基于TEPs的RNA測序可以通過(guò)查明原發(fā)腫瘤的部位對癌癥進(jìn)行精確的診斷。

　　癌癥的診斷主要有通過(guò)臨床癥狀、放射學(xué)、生化檢測、腫瘤組織病理分析，以及越來(lái)越受歡迎的分子診斷。腫瘤組織樣本的分子分析已經(jīng)成為一種潛在的癌癥分類(lèi)方法。因為局部組織活檢，需要手術(shù)從腫瘤樣本取樣切片，這給患者帶來(lái)很大的痛苦，也不能頻繁進(jìn)行。因此基于血液的“液體活檢”，漸漸取代創(chuàng )傷性的組織活檢，被搬上了癌癥診斷的舞臺，如目前大熱的液體活檢：基于細胞游離DNA和血液循環(huán)腫瘤DNA的檢測等。

　　【10】英國推進(jìn)基因測序治癌癥 化療或退歷史舞臺

　　英國政府近日推出了一個(gè)名叫“十萬(wàn)基因組計劃”的醫學(xué)科研項目，擬通過(guò)對基因組進(jìn)行測序，以有效確定引發(fā)癌癥和其他疑難疾病的基因。當地媒體評論稱(chēng)，如果這一計劃順利實(shí)施并獲得成功，將是醫學(xué)領(lǐng)域的重大突破，今后對癌癥的治療將不必再通過(guò)化療來(lái)進(jìn)行。

　　據了解，“十萬(wàn)基因組計劃”需投入資金3億英鎊，將把科研得出的大量數據整合進(jìn)英國公共醫療體系當中。英國將參與總共10萬(wàn)個(gè)基因組中的7萬(wàn)個(gè)基因組的有關(guān)測序工作�？梢哉f(shuō)，此次“十萬(wàn)基因組計劃”是此前英國推出的“千人基因組計劃”的“升級版”。新的“十萬(wàn)基因組計劃”并非只對癌癥患者特定的“癌癥基因”進(jìn)行測序，而是要對其進(jìn)行“全基因組測序”。從今年5月起，英國已在倫敦、劍橋等地醫院開(kāi)始研究，英國各地的高校、科研機構等也在協(xié)助英國衛生部推進(jìn)這一計劃。報道說(shuō)，英國目前已完成了100個(gè)基因組測序，年內將達1000多個(gè)，2015年達到1萬(wàn)個(gè)，2017年將全部完成。

　　英國倫敦克拉福德診所醫生伯恩斯對本報記者說(shuō)，迄今為止，化療仍是治療癌癥的主要途徑，但副作用較大，因此有必要找到對人體傷害較小的替代療法。繪制基因組圖譜有助于將來(lái)順利找到癌癥的替代療法，而正確掌握基因組圖譜也有利于癌癥以及其他疑難病癥的診斷、預防和治療。