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第二代測序技術(NGS)推動個性化腫瘤學發展

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-12-05瀏覽次數:1056

目前,腫瘤學已經上升到基因組分析的最前沿,可用于識別驅動突變和其他標志物,臨床醫生也可以設計治療來監測患者的反應,而突變和標記可以通過NGS技術傳遞(第二代)出現了測序技術,這是一種產生千兆堿基數據的大規模并行測序技術。

什么是NGS?它面臨什么問題?

NGS已成為一個研究平臺。盡管在科學和技術領域很快得到認可,但在管理和實踐層面仍有許多障礙需要克服,包括相關法規,臨床指南的合并(ASCO NCCN等),報銷,以及醫生和患者它的認知問題。

因此,如果實現個性化腫瘤學的潛力,NGS技術被診所完全接受,利益相關者群體必須建立共同的承諾,一些發言人在最近的山景城個性化世界會議上。

其中一位發言人John Leite是Illumina癌癥市場開發和產品管理副總裁。 Leite博士強調,需要與所有腫瘤學團體的利益相關者達成共識,例如哪些產品最能滿足市場需求,開發這些臨床應用所需的數據支持以及醫生和患者的需求。這些利益相關者包括監管機構,倡導團體,買家和科學家。

“對許多利益相關者而言,要求他們采用NGS解決方案需要臨床數據來證明這些選擇的價值,”Leite博士補充說。 “如果你想評估患者預后的變化,臨床試驗將是產生臨床數據的最佳機制。”

什么是液體活檢?為什么選擇液體活檢?

Mark Erlander博士說:“腫瘤不斷增長,不斷釋放壞死細胞,噴灑其遺傳物質,它們會進入血液和尿液,因此我們使用精確癌癥患者監測平臺(PCM),它使用尿液進行非侵入性癌癥檢測,監測液體活檢。“

“DNA極度降解。中等長度的DNA在血漿中約為145-150 bp,在尿液中約為75-100 bp。即使你的DNA樣本序列是碎片化的,也沒關系,只要它仍然存在存在,它可被NGS檢測到。我們的突變等位基因富集技術抑制野生型等位基因的擴增,導致突變序列的擴增,將大部分野生型基因轉變為完整的突變序列。“

驅動突變可預測患者是否會對特定治療產生反應。 Erlander博士提到:“我們擔心這種疾病的第四階段,因為這個階段是分子靶向藥物的首次大規模人口實驗,這對患者來說是最可怕的事情。”變異監測可以確定患者的實際反應。

在一項前瞻性雙盲試驗中,PCM檢測到來自組織細胞病患者的BRAFV600E突變,收集的數據包括對BRAF抑制劑和抗治療突變的反應。當細胞的組織切片腫瘤含量低并且含有高基質污染時,通常難以檢測,并且突出了液體活組織檢查的可能性。

為什么ctDNA這么熱?

Erlander博士認為,循環腫瘤DNA(ctDNA)已成為長期研究的熱點。有兩個關鍵原因:首先,ctDNA可以通過非侵入性檢測來檢測。其次,癌癥的復雜性和多變性,癌細胞會繼續增殖和克隆,但是有一個問題,當血液和尿液提供的掃描效果顯示癌癥患者已經開始傳播時,你會選擇哪種活組織檢查?

Erlander博士還說:“最近,Illumina的解決方案已被用于腫瘤學ctDNA分析領域,這是非常令人興奮的。循環腫瘤DNA(ctDNA)除了作為分子標記外,還可用于重復的ctDNA檢測。檢測治療效果,闡明耐藥機制,并確定進一步的治療方案。循環腫瘤DNA為診斷檢測提供了可靠的材料,從而彌補了組織的不足.ctDNA分析的靈敏度和準確性足夠高。腫瘤負荷,包括鑒定微小殘留病變和產生抗性的機制,監測腫瘤疾病和新的抗治療突變。“

Thermo Fisher腫瘤學副總裁兼總經理Mike Nolan表示,他的公司負責分發Cynvenio Biosystems的液體切片(Liquid Biopsy),用于血液中腫瘤標志物的基因組分析。他相信Thermo Scientific的Ion Torrent測序平臺補充了PGM工作流程,用一小管血液分析游離DNA和血液循環腫瘤細胞,為客戶提供基因組樣本數據的解決方案。

免疫庫測序技術

生物技術血液學產品高級副總裁兼總經理Tom Willis博士說:“我們的免疫文庫測序技術NGS平臺可以應用于所有T細胞和B細胞癌癥,無論涉及哪些致瘤突變。覆蓋范圍廣泛,因為它針對癌細胞的免疫細胞受體,而不是癌癥突變本身。“

免疫組庫測序(IR-SEQ)是T/B淋巴細胞的研究目標,通過多重PCR或5'RACE技術確定B細胞受體(BCR)或T細胞受體(TCR)多樣性互補決定區( CDR區域,結合高通量測序技術,全面評估免疫系統的多樣性,并探討免疫池與疾病之間的關系。

“我們依賴免疫細胞,包括致癌免疫細胞。這些所謂的免疫細胞受體序列對每個正常的T細胞或B細胞來說都是獨一無二的,”Tom Willis繼續說道。 “腫瘤由T細胞組成或B細胞的克隆擴增組成,很可能當你對齊材料時,它已經開始進行UHF克隆癌細胞。”

ClonoSIGHT是一個實驗室開發的測試程序,用于監測微小殘留病(MRD),一個預處理樣本,一個典型的病理學實驗室標本,通常用于識別UHF克隆序列,然后使用這些序列數據跟蹤治療后低頻率克隆檢測血液或骨髓中的MRD。

Tom Willis博士指出:“這種方法的一個好處是這些序列的獨特性,已被確定為長約100bp,所以即使發生新的突變,通常情況下,這種方法可以很快識別新的。排序并跟蹤它。“

主要癌癥中心和制藥公司與ClonoSIGHT進行臨床試驗。 “它顯然比流式細胞儀更敏感,它可以用于更多種類的標本,”Tom Willis補充道。

關于Sequenta的自適應獲取

最近由Adaptive收購Sequenta使得該行業非常興奮。合并后的公司表示,此舉有望加速新型免疫測序產品的使用,并進一步開發傳染病,自身免疫性疾病和癌癥的診斷和治療方法。

Adaptive和Sequenta都在免疫學研究領域有一定的影響。此外,兩家公司進行的測試不需要長期支付昂貴的測試費用,保險公司也不需要支付數百美元的保險費。從長遠來看,這兩家公司將使數百萬傳染病患者,自身免疫性疾病和癌癥患者受益。兩家公司的技術服務將有助于疾病的早期診斷和療效監測。

大數據管理的優勢

NGS的一個特征是生成大數據。大數據是一個流行詞,指的是大型,復雜且難以處理的數據集。 NGS和大數據齊頭并進,傳統的基因組學計算設施無法跟上pb級序列數據。基因大數據

GenoLogics首席執行官Michael Ball表示:“清晰實驗室信息管理系統(LIMS)是一個確保實驗室高效,順暢運行的基礎設施。 NGS的樣品制備過程非常復雜,NGS引入臨床實驗室帶來的重要挑戰包括:通過工作流程實施,積極的樣品跟蹤和數據安全,滿足監管要求CLIA,CAP和美國HIPAA以及國際ISO,LIMS滿足這些需求,它告訴您從進入實驗室的患者樣本的所有信息發生了什么以及如何處理。 LIMS還確保樣品不會與實驗室中的任何其他物質混合。“

Ball說:“我們也可以虛擬化我們軟件的每一步。例如,我們可以設計攜帶液體的機器人來禁止手動談判,從而減少潛在的錯誤。我們的一個獨特功能是建立和滿足研究和軟件系統臨床需求至關重要,因為幾乎所有NGS臨床試驗都包含研究,很難跟蹤需求。“例如,研究和臨床環境分別強調靈活性和監管。合規性。

“NGS大數據問題的一部分是組織管理,確保你不會丟失任何東西,并且知道每個序列文件的樣本的所有細節,每個序列分析,”Ball繼續說道。 “顯然我們的LIMS軟件提供了這個界面讓你知道一切正在進行。一些客戶要求我們的LIMS實施云計算,提供一種可擴展的方式來增加存儲容量。在云中,很容易訪問大量的計算資源。”

Willis博士描述了Adaptive的臨床方面并研究了大數據策略。結果如下:“我們的軟件管道已經解決了免疫靶測序中大數據的臨床問題。我們建立的完整解決方案。它允許患者樣本在生成和處理序列數據的過程中隨處可見,并以醫生的MRD形式對報告提供強有力的臨床反應。“

“我們的免疫庫測序分析儀是一款功能強大且直觀的云計算軟件,可以通過各種方式訪問,處理和共享原始大數據。”

基礎醫學總裁兼首席執行官Mike Pellini表示,他的公司正在使用FoundationCore,這是一個涉及多名患者病例的標準化綜合數據庫。 Big Data根據FoundationOne和FoundationOne血紅素合成基因組分析NGS測試對細胞進行分類,然后檢測患者實體瘤和血癌的分子驅動。

該公司的交互式癌癥檢測門戶網站ICE2旨在使醫生能夠利用基本醫學測試來提高患者護理的效率,從而提高綜合基因組分析的實用性。 ICE2使用FoundationCore在PatientMatchTM中發揮重要作用,它增加了測試案例可以收費。通過PatientMatch,醫生可以聯系其他醫生,他們治療具有相似基因/腫瘤數據的患者,以分享治療和結果信息。

商業伙伴關系

Mike Nolan說癌癥是一個強大的敵人,但通過合作模式可以協同工作,我們可以開發更好的解決方案來加速他們向社區的交付,包括患者,護理提供者和研究人員,NGS計劃的力量顯然是,離子流技術產生的數千個結果是最好的證據。

我們與葛蘭素史克和輝瑞公司的合作將通過監管機構和當地的醫療網絡推動NGS腫瘤學檢測,大約80%的癌癥患者接受治療。第一項測試將在我們的離子PGM DX平臺上使用離子AmpliSeq擴增技術開發,該技術將結合我們從Oncomine研究團隊中選擇的內容,包括同時檢測100多種癌癥基因,同時檢測單核苷酸變異,插入或刪除,拷貝數變異和基因融合。

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