沒有測序的癌癥診斷是不完整的,完整的癌癥診斷應(yīng)該包括一系列基于細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)、熒光原位雜交技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)分子技術(shù)以及NGS的預(yù)后與預(yù)測性分析。對(duì)于早期癌癥患者來說,NGS序列分析在多種癌癥的篩查技術(shù)中具有不容忽視的代表性;而對(duì)于晚期癌癥患者,大量的侵入性測試往往只能篩查出少數(shù)幾個(gè)藥物靶點(diǎn)。
隨著技術(shù)的進(jìn)步與價(jià)格的下調(diào),NGS綜合分析技術(shù)越來越多地在臨床腫瘤篩查中得到了推廣(諸如NCI MATCH項(xiàng)目),綜合基因組分析技術(shù)引起了人們對(duì)腫瘤全基因組與全外顯子組測序的熱情。同時(shí),全基因組測序也越來成為神經(jīng)疾病診斷的一線工具。
反觀問題的另一面,生物信息學(xué)的發(fā)展滯后使得測序技術(shù)迅猛發(fā)展的后繼需要難以滿足,高通量測序數(shù)據(jù)的處理面臨著兩個(gè)巨大的挑戰(zhàn),即腫瘤樣本全基因組突變評(píng)估與DTC(direct-to-consumer )市場遺傳學(xué)研究結(jié)果不一致。
腫瘤樣本全基因組突變評(píng)估
Alioto和他的同事們對(duì)國際癌癥基因組聯(lián)盟中八家實(shí)驗(yàn)室的成神經(jīng)管細(xì)胞瘤樣本HiSeq全基因組測序結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,最初的對(duì)比結(jié)果顯示不同實(shí)驗(yàn)室的樣本預(yù)處理方式(是否選擇PCR對(duì)樣本DNA進(jìn)行擴(kuò)展)對(duì)測序深度以及覆蓋率有著極大影響,其中兩家樣本DNA濃度沒有達(dá)到平均測序深度最小要求實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)得到了剔除。即使在剩下的六家實(shí)驗(yàn)室中,全基因組測序的覆蓋深度范圍也從50%-75%不等,這樣的結(jié)果嚴(yán)重限制了后期的突變識(shí)別。
在生物信息學(xué)方面,共有18家實(shí)驗(yàn)室向國際癌癥基因組聯(lián)盟提交了體細(xì)胞單堿基突變分析,16家實(shí)驗(yàn)室提交了插入或缺失結(jié)果。雖然國際癌癥基因組聯(lián)盟擁有與之相關(guān)的黃金標(biāo)準(zhǔn),但其標(biāo)準(zhǔn)仍然只能夠涵蓋所有實(shí)驗(yàn)室不到四分之一的體細(xì)胞單堿基突變與347個(gè)插入或缺失中的1個(gè)。
測序結(jié)果的分析主要有以下四個(gè)特點(diǎn):
1.染色體上均衡分布的突變絕大多數(shù)為真陽性,少數(shù)為假陽性;
2.均衡分布的突變中具有許多假陰性位點(diǎn);
3.假陽性簇臨近著絲粒;
4.聚集突變具有較高的假陽性率。
相關(guān)的研究結(jié)果證明測序工具的選擇對(duì)突變位點(diǎn)的精確辨析有著巨大的影響。同時(shí),腫瘤細(xì)胞的相對(duì)含量對(duì)于突變位點(diǎn)的精確辨析也有著巨大的影響。即使是對(duì)經(jīng)驗(yàn)豐富的實(shí)驗(yàn)室來說,全基因組測序突變篩查仍然是一項(xiàng)容易出錯(cuò)的工作,全基因組和全外顯子測序離臨床實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)還有著一定的距離,相關(guān)臨床工具的開發(fā)工作應(yīng)該在相關(guān)機(jī)構(gòu)的指導(dǎo)下得到有效開展。
為此,Alioto和他的同事們對(duì)測序事業(yè)的相關(guān)工作者提出了以下幾點(diǎn)要求:
1.進(jìn)行全基因組測序前避免對(duì)基因組進(jìn)行PCR擴(kuò)展,防止擴(kuò)增引起的錯(cuò)誤;
2.腫瘤樣本的測序覆蓋深度應(yīng)高于100X;
3.生殖細(xì)胞系基因組測序深度應(yīng)與其他類型腫瘤一致;
4.結(jié)合使用多種定位與多樣的篩查軟件;
5.應(yīng)用多種突變篩查技術(shù);
6.對(duì)重復(fù)序列中的突變進(jìn)行修正;
7.根據(jù)序列質(zhì)量、制圖效果以及鏈偏好性對(duì)序列進(jìn)行過濾處理,同時(shí)使用參照基因組對(duì)序列質(zhì)量進(jìn)行有效控制。
DTC市場中存在的遺傳學(xué)研究結(jié)果不一致
對(duì)比顯示,DTC測序產(chǎn)品的檢測結(jié)果往往更加具有挑撥性。Corpas等人將一個(gè)西班牙家庭一家四口(爸爸媽媽,兒子女兒)的樣本分別送至四家DTC測序公司進(jìn)行全基因組分析,他們發(fā)現(xiàn)這四家公司的測序報(bào)告在至少一位家庭成員中存在明顯的差異。即使是與樣本最匹配的部分,四家公司的測序結(jié)果中仍鮮有重疊。四家公司中的三家報(bào)道了三位或四位家庭成員存在多個(gè)變異,而另一家公司報(bào)道僅僅一位家庭成員基因組發(fā)生變異。
這項(xiàng)研究說明DTC測序公司的全基因組測序服務(wù)往往有著大相徑庭的結(jié)果,有效反映了目前行業(yè)對(duì)于測序與數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)的缺失,不同測序機(jī)構(gòu)難以產(chǎn)出一致且有效的報(bào)告?!跋残詼y序”的準(zhǔn)確性應(yīng)該受到質(zhì)疑,相關(guān)的循證研究對(duì)于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有積極意義。