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ZT:全方位科普肿瘤基因检测

(2019-01-22 14:19:43) 下一个

全文请见 https://zhuanlan.zhihu.com/p/28020699 

基因是人体的“建筑图纸”,承着载人体的全部遗传信息,其化学本质是DNA。当一些基因出现了异常,就会影响人体的各种生理活动,严重时会导致疾病。基因突变就是癌症发生的根本原因。

基因检测是通过血液、其他体液或细胞对DNA进行检测的技术,是取被检测者脱落的口腔黏膜细胞或其他组织细胞,扩增其基因信息后,通过特定设备对被检测者细胞中的DNA分子信息作检测,预知身体患疾病的风险,分析它所含有的各种基因情况,从而使人们能了解自己的基因信息,改善自己的生活环境和生活习惯,避免或延缓疾病的发生

基因检测在肿瘤方面的应用分为几个方面:

1、遗传性肿瘤基因检测

遗传性肿瘤是指生下来就携带某个缺陷基因而导致的肿瘤,占所有肿瘤的5-10%。

健康的人,为了知道他患癌的风险就可以做这个检测,看他是否天生带有某种基因的突变。比如安吉丽娜·朱莉带了BRAC1基因突变,她患乳腺癌和卵巢癌的风险就增高了。

对于已经患了肿瘤的人,做基因检测看他(她)的肿瘤是否是遗传性的,也是很有价值的。因为如果一个患者的肿瘤是因为天生携带某种基因缺陷导致的,如携带BRAC基因的乳腺癌,那么她一侧乳房得了,另一侧乳房还具有同样的高风险,还有很高的风险会得卵巢癌,那么患者也需要做好预防。

遗传性肿瘤基因检测目前有十几种肿瘤,主要是乳腺癌和卵巢癌等,所以并不是检测遗传性肿瘤越多越好,而且正好合适。

遗传性肿瘤基因检测需要使用全基因测序,而不能使用芯片检测一些热点,检测热点会存在漏检,虽然便宜,但是检测结果并不是准确这个在选择时,不要过于看重价格,而是看是否把基因测通,数据分析如何。

2、化疗用药指导方面的基因检测

很多公司做的化疗药物用药指导,就是检测人正常的白细胞的基因多态性,这些基因多态性决定了人对化疗药物的代谢能力,因为人的基因是不同的,就像是人的身高一样,人的基因也有差异,这个叫做基因的多态性。这个多态性决定了不同患者使用同样一种化疗药物,效果会不同,副作用也不同,比较典型的例子就是伊立替康。

目前对化疗药物敏感性、毒副作用的基因检测,其实测的是人的正常细胞的基因的多态性,而不是测的癌细胞的基因突变,而且基本源自体外实验数据,指导意义很有限

所以实践中,大多数医生并不怎么认可这种检测结果,不管检测结果如何,他们最后还是用NCCN指南来选择化疗药物,一方面选择面有限,另一方面那样治疗是合乎规定的。

3、肿瘤个体化用药指导基因检测

个体化用药,就是药物治疗“因人而异”,在充分考虑每个病人个体差异(包含基因层面)的基础上制定安全、合理、有效、经济的药物治疗方案。基因检测的目的在于让患者在最大范围内寻找可以应用的靶向药物。

目前比较常见的是EGFR、KRAS、ALK基因突变,根据突变检测结果选择相对应的靶向药物。医院里很多时候用的是Sanger或QPCR来做EGFR基因检测,比如常见的18、19、20和21号外显子,这么测了这么多外显子其实测的只有一个EGFR基因。

随着第二代基因测序的技术进步,不再用单独的Sanger来测序一个EGFR基因,EGFR不突变再测ALK,然后再测ROS1,弄到最后样本没有了,时间也耽误了。而是用大规模平行测序技术一次性检测几十个,几百个基因。

所谓的二代基因测序的原理就是把DNA提取出来,然后用超声波的技术随机地把DNA打断成很小的片段,比如一个片段几十BP(碱基对)或一两百BP,通过芯片捕获技术把这些片段DNA给捕获下来,然后加接头,进行桥式PCR扩增,最后进行平行测序。二代测序技术可以对几十或者几百个基因进行测序

4、组织与外周血检测的异同

迄今为止,组织样本是基因检测癌症的最可靠方法,但它是一种侵入性的过程,而血液检测是一种非侵入性的方法,可减轻患者的压力,并且在一定程度上最大化了无法取到组织的肿瘤患者的生存希望。

血液检测一般采用循环肿瘤测序(ctDNA)方法,是通过测定肿瘤细胞释放到血液循环系统中的DNA,来评估癌症关键基因的突变,从而实现指导用药。大量文献表明,通过检测血液中得ctDNA,检测结果与组织检测的一致性为60%-95%

对同一患者的组织样本和血液样本进行检测,因组织选取的部位不同、肿瘤分期差异等,会存在组织血液不一致的现象。分析其原因,主要有以下两点:

  1. 血液中ctDNA是由死亡的细胞释放至血液中,若在血液中未检测到组织中检到的基因变异,可能是这部分基因变异未释放至血液中,或者浓度太低导致未检出。
  2. 组织的异质性,使得所检测的组织样本不能完全代表患者肿瘤基因变异的全貌,因此可能存在组织中未检到而血液中检到的情况。
  3. 血液检测尽可能在肿瘤爆发进展期抽取血液做检测,并且抽血前一个月以上未进行放化疗更准确。

5、肿瘤的异质性

不同患者的肿瘤是不一样的,对于同一个患者,他身上的肿瘤也是不一样的。比如某个人是肺癌,如果转移到肾上或者肝上,两个不同病灶之间的基因突变是不一样的。因为肿瘤细胞在分裂的时候倾向于出现一些错误,这些错误会导致癌细胞在复制和分裂的时候变得与众不同,这些不同会导致它们对药物的敏感性和耐受性都不一样。这样他们面对药物和免疫系统攻击时有更多的选择,有生存下来的机会,是非常狡猾的。

下面这张图是肿瘤的异质性,大家看这个图,可能就能更好地理解了肿瘤的异质性。异质性肿瘤之所以难以治愈的根本原因。因为它们一直在变化,没有药物都能杀灭它们。

 

6、测序深度

需要了解一个概念就是测序深度,这是评价一个二代测序产品的指标。所谓的测序深度,500乘就是相当于目标碱基被平均测了500次。打个比方,一个纸箱子里有100个球,其中白色的有80个,红色的有5个,如果只是随机地抓取一次,那么绝大部分概率是抓取到白色的球,抓取不到红色的球,也就是红色的球就检测不到了。那么如果随机抓取300次,1000次,或者抓取的次数越多,就能把红色的球抓取出来了,即便是红色的球只有1个。所以说,二代测序的好处就是它能平行地测很多次,测的次数越多,它的检测的准确率就越高。这个随机抓取的次数,就是所谓的测序深度,就是平均每个碱基被检测到的次数。

大家经常能够碰到基因检测公司它的测序深度是多深,比如说对于组织样本它的测序深度是300X,就相当于它随机地抓取了300次。如果是对于外周血,或者其他的液体样本,它的测序深度是2000X,3000X,10000X,就相当于它随机地抓去了2000次,3000次或者10000次。它的测序深度越高,它获取的信息越准确。当然了,试剂的成本也越高,它检测的数据量也就越大,后续的分析的价格可能也就越高。

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