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第二代测序技术(NGS)推动个性化肿瘤学发展

文章作者:优博时时彩平台开户发布时间:2019-12-05浏览次数:1056

目前,肿瘤学已经上升到基因组分析的最前沿,可用于识别驱动突变和其他标志物,临床医生也可以设计治疗来监测患者的反应,而突变和标记可以通过NGS技术传递(第二代)出现了测序技术,这是一种产生千兆碱基数据的大规模并行测序技术。

什么是NGS?它面临什么问题?

NGS已成为一个研究平台。尽管在科学和技术领域很快得到认可,但在管理和实践层面仍有许多障碍需要克服,包括相关法规,临床指南的合并(ASCO NCCN等),报销,以及医生和患者它的认知问题。

因此,如果实现个性化肿瘤学的潜力,NGS技术被诊所完全接受,利益相关者群体必须建立共同的承诺,一些发言人在最近的山景城个性化世界会议上。

其中一位发言人John Leite是Illumina癌症市场开发和产品管理副总裁。 Leite博士强调,需要与所有肿瘤学团体的利益相关者达成共识,例如哪些产品最能满足市场需求,开发这些临床应用所需的数据支持以及医生和患者的需求。这些利益相关者包括监管机构,倡导团体,买家和科学家。

“对许多利益相关者而言,要求他们采用NGS解决方案需要临床数据来证明这些选择的价值,”Leite博士补充说。 “如果你想评估患者预后的变化,临床试验将是产生临床数据的最佳机制。”

什么是液体活检?为什么选择液体活检?

Mark Erlander博士说:“肿瘤不断增长,不断释放坏死细胞,喷洒其遗传物质,它们会进入血液和尿液,因此我们使用精确癌症患者监测平台(PCM),它使用尿液进行非侵入性癌症检测,监测液体活检。“

“DNA极度降解。中等长度的DNA在血浆中约为145-150 bp,在尿液中约为75-100 bp。即使你的DNA样本序列是碎片化的,也没关系,只要它仍然存在存在,它可被NGS检测到。我们的突变等位基因富集技术抑制野生型等位基因的扩增,导致突变序列的扩增,将大部分野生型基因转变为完整的突变序列。“

驱动突变可预测患者是否会对特定治疗产生反应。 Erlander博士提到:“我们担心这种疾病的第四阶段,因为这个阶段是分子靶向药物的首次大规模人口实验,这对患者来说是最可怕的事情。”变异监测可以确定患者的实际反应。

在一项前瞻性双盲试验中,PCM检测到来自组织细胞病患者的BRAFV600E突变,收集的数据包括对BRAF抑制剂和抗治疗突变的反应。当细胞的组织切片肿瘤含量低并且含有高基质污染时,通常难以检测,并且突出了液体活组织检查的可能性。

为什么ctDNA这么热?

Erlander博士认为,循环肿瘤DNA(ctDNA)已成为长期研究的热点。有两个关键原因:首先,ctDNA可以通过非侵入性检测来检测。其次,癌症的复杂性和多变性,癌细胞会继续增殖和克隆,但是有一个问题,当血液和尿液提供的扫描效果显示癌症患者已经开始传播时,你会选择哪种活组织检查?

Erlander博士还说:“最近,Illumina的解决方案已被用于肿瘤学ctDNA分析领域,这是非常令人兴奋的。循环肿瘤DNA(ctDNA)除了作为分子标记外,还可用于重复的ctDNA检测。检测治疗效果,阐明耐药机制,并确定进一步的治疗方案。循环肿瘤DNA为诊断检测提供了可靠的材料,从而弥补了组织的不足.ctDNA分析的灵敏度和准确性足够高。肿瘤负荷,包括鉴定微小残留病变和产生抗性的机制,监测肿瘤疾病和新的抗治疗突变。“

Thermo Fisher肿瘤学副总裁兼总经理Mike Nolan表示,他的公司负责分发Cynvenio Biosystems的液体切片(Liquid Biopsy),用于血液中肿瘤标志物的基因组分析。他相信Thermo Scientific的Ion Torrent测序平台补充了PGM工作流程,用一小管血液分析游离DNA和血液循环肿瘤细胞,为客户提供基因组样本数据的解决方案。

免疫库测序技术

生物技术血液学产品高级副总裁兼总经理Tom Willis博士说:“我们的免疫文库测序技术NGS平台可以应用于所有T细胞和B细胞癌症,无论涉及哪些致瘤突变。覆盖范围广泛,因为它针对癌细胞的免疫细胞受体,而不是癌症突变本身。“

免疫组库测序(IR-SEQ)是T/B淋巴细胞的研究目标,通过多重PCR或5'RACE技术确定B细胞受体(BCR)或T细胞受体(TCR)多样性互补决定区( CDR区域,结合高通量测序技术,全面评估免疫系统的多样性,并探讨免疫池与疾病之间的关系。

“我们依赖免疫细胞,包括致癌免疫细胞。这些所谓的免疫细胞受体序列对每个正常的T细胞或B细胞来说都是独一无二的,”Tom Willis继续说道。 “肿瘤由T细胞组成或B细胞的克隆扩增组成,很可能当你对齐材料时,它已经开始进行UHF克隆癌细胞。”

ClonoSIGHT是一个实验室开发的测试程序,用于监测微小残留病(MRD),一个预处理样本,一个典型的病理学实验室标本,通常用于识别UHF克隆序列,然后使用这些序列数据跟踪治疗后低频率克隆检测血液或骨髓中的MRD。

Tom Willis博士指出:“这种方法的一个好处是这些序列的独特性,已被确定为长约100bp,所以即使发生新的突变,通常情况下,这种方法可以很快识别新的。排序并跟踪它。“

主要癌症中心和制药公司与ClonoSIGHT进行临床试验。 “它显然比流式细胞仪更敏感,它可以用于更多种类的标本,”Tom Willis补充道。

关于Sequenta的自适应获取

最近由Adaptive收购Sequenta使得该行业非常兴奋。合并后的公司表示,此举有望加速新型免疫测序产品的使用,并进一步开发传染病,自身免疫性疾病和癌症的诊断和治疗方法。

Adaptive和Sequenta都在免疫学研究领域有一定的影响。此外,两家公司进行的测试不需要长期支付昂贵的测试费用,保险公司也不需要支付数百美元的保险费。从长远来看,这两家公司将使数百万传染病患者,自身免疫性疾病和癌症患者受益。两家公司的技术服务将有助于疾病的早期诊断和疗效监测。

大数据管理的优势

NGS的一个特征是生成大数据。大数据是一个流行词,指的是大型,复杂且难以处理的数据集。 NGS和大数据齐头并进,传统的基因组学计算设施无法跟上pb级序列数据。基因大数据

GenoLogics首席执行官Michael Ball表示:“清晰实验室信息管理系统(LIMS)是一个确保实验室高效,顺畅运行的基础设施。 NGS的样品制备过程非常复杂,NGS引入临床实验室带来的重要挑战包括:通过工作流程实施,积极的样品跟踪和数据安全,满足监管要求CLIA,CAP和美国HIPAA以及国际ISO,LIMS满足这些需求,它告诉您从进入实验室的患者样本的所有信息发生了什么以及如何处理。 LIMS还确保样品不会与实验室中的任何其他物质混合。“

Ball说:“我们也可以虚拟化我们软件的每一步。例如,我们可以设计携带液体的机器人来禁止手动谈判,从而减少潜在的错误。我们的一个独特功能是建立和满足研究和软件系统临床需求至关重要,因为几乎所有NGS临床试验都包含研究,很难跟踪需求。“例如,研究和临床环境分别强调灵活性和监管。合规性。

“NGS大数据问题的一部分是组织管理,确保你不会丢失任何东西,并且知道每个序列文件的样本的所有细节,每个序列分析,”Ball继续说道。 “显然我们的LIMS软件提供了这个界面让你知道一切正在进行。一些客户要求我们的LIMS实施云计算,提供一种可扩展的方式来增加存储容量。在云中,很容易访问大量的计算资源。”

Willis博士描述了Adaptive的临床方面并研究了大数据策略。结果如下:“我们的软件管道已经解决了免疫靶测序中大数据的临床问题。我们建立的完整解决方案。它允许患者样本在生成和处理序列数据的过程中随处可见,并以医生的MRD形式对报告提供强有力的临床反应。“

“我们的免疫库测序分析仪是一款功能强大且直观的云计算软件,可以通过各种方式访问,处理和共享原始大数据。”

基础医学总裁兼首席执行官Mike Pellini表示,他的公司正在使用FoundationCore,这是一个涉及多名患者病例的标准化综合数据库。 Big Data根据FoundationOne和FoundationOne血红素合成基因组分析NGS测试对细胞进行分类,然后检测患者实体瘤和血癌的分子驱动。

该公司的交互式癌症检测门户网站ICE2旨在使医生能够利用基本医学测试来提高患者护理的效率,从而提高综合基因组分析的实用性。 ICE2使用FoundationCore在PatientMatchTM中发挥重要作用,它增加了测试案例可以收费。通过PatientMatch,医生可以联系其他医生,他们治疗具有相似基因/肿瘤数据的患者,以分享治疗和结果信息。

商业伙伴关系

Mike Nolan说癌症是一个强大的敌人,但通过合作模式可以协同工作,我们可以开发更好的解决方案来加速他们向社区的交付,包括患者,护理提供者和研究人员,NGS计划的力量显然是,离子流技术产生的数千个结果是最好的证据。

我们与葛兰素史克和辉瑞公司的合作将通过监管机构和当地的医疗网络推动NGS肿瘤学检测,大约80%的癌症患者接受治疗。第一项测试将在我们的离子PGM DX平台上使用离子AmpliSeq扩增技术开发,该技术将结合我们从Oncomine研究团队中选择的内容,包括同时检测100多种癌症基因,同时检测单核苷酸变异,插入或删除,拷贝数变异和基因融合。

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