荷兰乌得勒支大学,荷兰鹿特丹伊拉斯谟癌症研究院,荷兰癌症研究院等科学家团队在《Genome Medicine》(2021年影响因子11.117)杂志上发表文章“Optimizing Nanopore sequencing-based detection of structural variants enables individualized circulating tumor DNA-based disease monitoring in cancer patients”,提供了一种即时的、高灵敏的个体化疾病监测解决方案,基于癌症基因组三代测序技术实现潜在SV标志物筛选,随后通过naica®微滴芯片数字PCR系统绝对定量检测转移性前列腺癌患者血浆中ctDNA(循环肿瘤DNA)的SV标志物,并实现持续监测。通过实时监控SV的变化,来评价肿瘤治疗的动态反应。
通过四个病例的特异性SV的数字PCR监测,表明SV动态变化与已有的肿瘤治疗反应标志物如PSA具相关性并能更早发现复发。
应用亮点
1.naica®微滴芯片数字PCR系统能够用于血浆ctDNA中的特异性SV生物标志物的检测。
2. naica®微滴芯片数字PCR系统三色荧光通道同时检测SV结构变异,上游野生型和下游野生型三个靶标位点。
3.naica®微滴芯片数字PCR绝对定量患者SV标志物,适用于肿瘤治疗反应监测,更早提示复发。
三通道数字PCR绝对定量检测血浆cfDNA中肿瘤特异性SV实验设计
A、血浆cfDNA中肿瘤特异性SV的数字PCR绝对定量检测路线。
B、三通道数字PCR的引物和探针设计检测。野生型上游和野生型下游等位基因与变异等位基因。设计了三个标记不同荧光染料的探针,特异性检测变异等位基因或野生型上游和下游等位基因。
循环肿瘤DNA
循环肿瘤DNA(ctDNA):肿瘤细胞释放入血的游离DNA(cfDNA),大小约为160-180 bp。与正常的游离DNA(cfDNA)相比,ctDNA的不同之处在于携带肿瘤特异性的遗传学改变(SNV,CNV,Indel,SV),约占0.1-1%,ctDNA已被证明与肿瘤负荷呈正线性相关性。有多例病例报道,ctDNA在临床症状出现前几个月发现癌症复发,通过ctDNA的液体活检,有望监控肿瘤负荷,确定疗效和耐药性,检测微小残留病,并了解肿瘤异质性和克隆进化。
结果与结论
利用naica®微滴芯片数字PCR系统进行4例前列腺癌患者两个时间点,即基线期和进展期时,血浆cfDNA中两个肿瘤特异性结构变异位点SV-A和SV-B的检测,VAF变异等位基因频率如图C,每mL血浆中变异等位基因拷贝数如图D。
C、显示四例前列腺癌患者血浆ctDNA中SV-A和SV-B的VAF变异等位基因频率。
D、显示四例前列腺癌患者每毫升血浆中SV-A和SV-B变异等位基因拷贝数。
监测4名前列腺癌患者的血浆ctDNA中特异性SV变异水平,每个患者有两个SV,并与PSA和ALP等临床生物标志物进行比较。患者Pros1和Pros5的SV-A和SV-B的VAF监测结果显示与肿瘤负荷相关,患者Pros1和Pros4比PSA更早地提示疾病的进展。下图为患者Pros1血浆ctDNA中的SV持续监测结果。
E、患者Pros1两种SV的VAF、治疗、实验室指标(前列腺特异性膜抗原(PSA)、碱性磷酸酶(ALP))和临床疾病进展(PD)。
* Cabazitaxel:卡巴他赛,是一种紫杉烷类化疗药物,主要用于治疗激素难治性转移性前列腺癌。
展望
作者在文中表明:临床医生非常清楚癌症治疗方案动态监测的重要性,但缺乏即时监测肿瘤治疗反应的有效工具,因此尽管医生能够及时发现了病情变化并做出反应,但却为时已晚。本文提出了一种克服这些限制因素的新方法,并为即时个性化疾病监测提供解决方案。每个患者持续监测了两个SV,结果表明使用SV量化ctDNA以监测治疗反应具备潜在临床效用。这种方法可以提高疾病监测的敏感性,使其满足更智能治疗方法的要求。
更多详情查看原文:DOI:10.1186/s13073-021-00899-7
法国Stilla Technologies公司naica®微滴芯片数字PCR系统,六色荧光通道,少量样本中获得更多生物信息,了解详情请点击:
https://mp.weixin.qq.com/s/rVt1F50ILi3wFY9FdndyBw
Genome Medicine影响因子:
影响因子查询网址:https://www.iikx.com/sci/biology/18358.html
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