2024年12月4日
白血病和淋巴瘤协会估计，到2024年底，将有187,740名美国人被诊断出患有血癌，也就是说，大约每三分钟就有一人确诊。
这一不幸的统计数据掩盖了诊断和治疗的难度。当前传统的诊断工作流程使用多种实验室技术，例如核型分析、荧光原位杂交、芯片、基因panel和PCR检测。该过程很复杂，技术有限，并且结果可能相互矛盾。
全基因组测序（WGS）具有前所未有的灵敏度和准确性，可以检测对预后、风险分层和治疗决策至关重要的变异和生物标志物。
因美纳生物信息学家Weida Gong表示：“测序技术在癌症的风险分层和诊断决策方面确实改善了临床结果。特别是对于急性骨髓性白血病（AML）来说，测序至关重要，因为突变谱可能会改变医生的治疗决策。”一些突变模式对疾病进展的影响更为显著，如果这些突变或异常未被发现，患者的生存率就会降低。
骨髓癌或血癌患者的标准护理通常涉及多项检查。Gong说：“传统上，医生一直使用核型分析或细胞遗传学来分析血液病患者的基因组异常。”不幸的是，这些方法无法提供该疾病的高分辨率图像。细胞遗传学只能检测大于5兆碱基（500万个遗传碱基对）的染色体畸变。Gong解释道，血液病患者的突变可能只影响一个或几个碱基对，即远小于兆碱基规模的小片段插入或缺失（indel）。标准检测则会遗漏了影响诊断、风险分层和治疗的重要信息。
上个月，在丹佛举行的美国人类遗传学会（ASHG）年会上，Gong展示了一张研究海报，该研究评估了WGS（检测限、灵敏度、特异性和可重复性）在识别AML患者队列中特有的体细胞小变异、结构变异（SV）和拷贝数变异（CNA）方面的分析性能。（因美纳的合著者Guidantonio Malagoli Tagliazucchi刚刚在9月份举行的欧洲肿瘤内科学会年会上展示了同一张海报。）
研究人员使用了来自圣路易斯华盛顿大学医学院合作者的23份临床样本、来自Discovery Life Sciences的30份AML临床样本，以及来自他们内部开发和优化检测工作中的500多份样本，包括细胞系和临床样本。他们使用Illumina DNA PCR-Free Prep处理这些样本，使用配备S4的NovaSeq 6000测序仪对其进行测序，并使用DRAGEN v4.2二级分析血红素流程来比较WGS检测到的变异。
该示范研究将因美纳WGS工作流程的数据与华盛顿大学和Discovery Life Sciences的参考集进行了比较。总体而言，他们发现了每个肿瘤的更完善、更完整的图像，新数据提供了更深入的见解。
Gong说：“当您观察AML患者时，会发现有些突变的变异等位基因频率[VAF]较低，从5%到20%不等。这意味着如果你对特定位置进行测序，5%或20%的可能性，你会看到该突变。”血癌的标准临床方法测序覆盖度仅为30×或40×。之前华盛顿大学发表的文章使用了大约60×。在他们的研究中，Gong和他的合著者以200×的覆盖度进行了测序，这有助于揭示使用芯片等传统技术更难发现的突变。
“灵敏度达到了100%，包括难以发现的插入缺失，”Gong说，“有一种特定的突变对于AML风险分层非常非常重要，那就是FLT3-ITD。还存在特定于AML的SV和CNA。我们能够从临床样本中检测出所有这些突变。”研究人员还进行了检测限研究，结果报告称，在140×覆盖度下，5% VAF的检出率达到95%。这与最近获得FDA批准的TruSight Oncology Comprehensive检测的VAF百分比相同。“事实上，该检测方法的检测限与TSO Comp相当，这点非常令人兴奋。”
该研究是在圣迭戈的因美纳实验室服务中心进行的，其中的端到端工作流程是从提取样本到下游生物信息学分析。在一定程度上得益于这种设置，他们能够实现5天的总周转时间。“这非常重要，特别是对于肿瘤诊断病例。时间至关重要，”Gong说道。常规检测方法通常是迭代的，需要多个步骤和程序。“某些检测，例如qPCR，速度非常快，两三天内即可返回结果，但它们只寻找特定的突变。而其他检测方法则需要更长的时间。
Gong表示：“WGS绝对非常灵敏，我们不需要应用多种不同的技术来分析AML患者的遗传风险。全基因组测序是一站式服务。”
因美纳基于其DRAGEN软件开发了仅针对肿瘤的高覆盖度WGS方法和生物信息学流程，以便更好地表征血液恶性肿瘤以供研究使用。因美纳是唯一一家提供WGS血红素检测所有组件（包括文库制备、测序、二级分析和解读）的测序公司。
DRAGEN血红素解决方案与Illumina Connected Insights集成，帮助临床研究人员确定关键变异的优先级，以及解读和报告变异。Connected Insights包含强大的工具包，其中集成了知识源、自动变异分类、全面的可视化和广泛的过滤选项。2025年初，因美纳将扩展Connected Insights的功能，包括对AML样本进行自动风险分层（根据世界卫生组织和欧洲白血病网2022年指南），并提供透明化逻辑和证据显示。得益于该软件的自动数据传输和分析启动功能，研究人员将能够实现从测序到研究报告草稿的“无接触”自动化完整解决方案，并体验血红素WGS分析的新效率。
行业领导者了解到WGS为血液恶性肿瘤提供全面基因组表征的强大功能，远远超出细胞遗传学应用所能达到的水平。2023年8月，医疗保险纳入了华盛顿大学的血癌WGS检测，称为ChromoSeq。然而，更广泛地实施WGS仍然是医疗保健系统面临的挑战——即使是AML，其中WGS的应用价值已被报道。
Gong说道：“大家都很感兴趣。就WGS的实用性而言，前景无限。”◆
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