發(fā)布時間:2016-09-01作者:諾為爾基因瀏覽次數(shù):3330
時光荏苒,距Franklin,Watson和Crick發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)已經(jīng)過去60余載,距人類基因組計劃完成也已有十年之久。大規(guī)模高通量測序時代下,新一代測序技術(shù)(NGS)猶如上帝之眼,讓人類重新認識和分類疾病。下面就以急性髓性白血病為例,來看看NGS是如何指導(dǎo)治療和判斷預(yù)后的。
急性髓性白血?。ˋcute Myeloid Leukemia,AML)由未分化的粒細胞前體惡性克隆擴增而成,從而導(dǎo)致患者造血功能障礙和骨髓功能衰竭。白細胞生成過程中,在骨髓干細胞分化為成骨髓細胞階段,突變基因?qū)е录毎惓7只瑥亩赡馨l(fā)展成急性髓性白血病。由于在這個動態(tài)分化發(fā)育過程中,任何階段的細胞惡性變化都會發(fā)展成AML,因此AML腫瘤細胞具有高度異質(zhì)性。之前的研究發(fā)現(xiàn)相對于其他癌癥,急性髓性白血病涉及的突變基因數(shù)目要少得多,這個特點增加了科研過程中的針對性。
圖1 急性髓性白血病的起源
2013年癌癥基因組圖譜(TCGA),從隊列研究中選取了200位AML成人患者為研究對象。取患者AML成母細胞為體細胞突變研究樣本,以患者自身正常皮膚細胞為配對種系對照。在200組成對樣本中,對其中50組進行全基因組重測序(WGS),150組進行全外顯子測序(WES)。研究組同時也對RNA,microRNA和DNA甲基化進行了分析。
圖2 急性髓性白血病的綜合分析研究思路
研究找出了急性髓細胞白血病致病相關(guān)基因突變。基因分布如圖3所示:轉(zhuǎn)錄因子突變相關(guān)的信號蛋白突變基因;調(diào)節(jié)DNA的甲基化以及相關(guān)的組蛋白的突變基因;調(diào)節(jié)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)合黏連蛋白突變基因;影響mRNA剪切與其形成蛋白的突變基因。
圖3 急性骨髓性白血病突變基因在表達調(diào)控中關(guān)聯(lián)位點
基于TCGA對AML分子水平全面的多組學研究,包括癌癥基因組計劃在內(nèi)的多個研究機構(gòu),招募了1540位經(jīng)過強化治療的AML患者。結(jié)合111個癌癥基因的驅(qū)動突變和臨床數(shù)據(jù),研究分子水平AML亞型分類、病理機制、診斷預(yù)后和臨床指導(dǎo)。76個基因或基因區(qū)域的5234個驅(qū)動突變,其中至少2個驅(qū)動突變廣泛存在于86%患者中。11個亞型被分化出,這些亞型有各自不同的診斷,預(yù)后和療效特征。
圖4 急性骨髓性白血病驅(qū)動突變總覽
表1 基因水平AML亞型分類
基于對大規(guī)模隊列研究樣本的高通量測序,全面的基因?qū)用娴募毙怨撬栊园籽≈R基礎(chǔ)已經(jīng)建立。通過對這些測序數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)分析,11個AML亞型被分類出來。臨床水平上各個亞型的診斷,預(yù)后和療效具有各自特征,這更加證明了NGS在臨床中的應(yīng)用和前景。
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