第二代測序技術（NGS）推動個性化腫瘤學發展

　　目前，腫瘤學已經上升到基因組分析的前沿，它可以被用于識別驅動突變和其他標記， 臨床醫生也可以借此設計療法，監測病人的反應，而突變和標記可以通過NGS技術（第二代測序技術，一個生成gigabases數據的大規模平行測序技術）顯現出來。

　　何為NGS？它面臨著哪些問題？

　　NGS已經成為一個研究平臺，雖然在科學和技術領域迅速獲得認可，但就管理和實踐層面，仍面臨著許多障礙要跨越，包括相關規定，臨床方針(ASCO NCCN等)方面的合并，報銷，以及醫生和病人對它的認知問題。

　　因此，如果個性化腫瘤學的潛力被意識到，NGS技術被診所完全接受，利益相關團體就必須建立一個共同承諾，最近在山景城舉行的個性化醫療世界會議上，部分發言人提出了此觀點。

　　發言人之一John Leite是Illumina公司腫瘤市場開發和產品管理副總裁。Leite博士強調：需要同所有腫瘤團體的利益相關者達成一些共識，如什么樣的產品最符合市場需求，開發這些臨床應用產品所需的資料支持，以及醫生和病人的訴求等等。這些利益相關者包括監管機構，宣傳組，購買者和科學家。

　　“對許多利益相關者而言，要他們采用NGS的解決方案，就需要臨床數據來證明這些方案的價值，” Leite博士補充說。 “如果要評估病人治療結果的改變，臨床試驗將是最優的臨床數據的生成機制。”

　　何為液體活檢？為何要選擇液體活檢？

　　Mark Erlander博士說：“一個成長中的腫瘤會不斷釋放壞死的細胞，噴灑它的基因物質，它們會進入血液和尿液，因而 我們使用精密癌癥患者監控平臺(PCM)，即利用尿液進行非侵入式的癌癥檢測，監測式的液體活檢。”

　　“DNA正在極度退化中。中等長度的DNA在等離子體中約為145  -150 bp，在尿液中約為75 – 100bp。 即便你擁有DNA樣本序列是支離破碎的也沒有關系，只要它還存在，就可以通過NGS進行檢測。 我們的突變等位基因濃縮技術可抑制野生型等位基因的放大，從而致使突變序列擴增，把絕大多數的野生型基因變成完全的突變序列。”

　　驅動突變可預測患者是否會對特定的治療做出反應。Erlander博士提到：“我們關注疾病的第四階段的，因為這階段是分子靶向藥物首次進行大規模人群實驗，這也是對病人而言最可怕的事情。 ”變異監測可以確定病人實際的反應。

　　在在一個前瞻性雙盲實驗中，PCM從組織細胞疾病患者身上探測到了BRAFV600E突變，收集到的數據包括測對BRAF抑制劑和抗治療突變的反應。當細胞組織切片的腫瘤含量低并含有高基質污染的時候，通常檢測較為困難，此時液體活檢的潛力也就凸顯出來了。

　　為什么ctDNA如此火熱？

　　Erlander博士認為，循環腫瘤DNA(ctDNA)成為長期研究的熱點有兩個關鍵原因：一是ctDNA可以通過非侵入性測試被檢測。 二是癌癥的復雜多變性，癌癥細胞會不斷增殖克隆，但有一個問題，當血液尿液提供的掃描影響顯示癌癥患者已經開始擴散的時候，你會選擇哪一種活檢？

　　Erlander博士還表示：“最近，Illumina公司的解決方案被應用于腫瘤學ctDNA分析領域，十分令人興奮。循環腫瘤DNA（ctDNA），除了可以作為分子標志物以外，重復進行ctDNA試驗還可以用于檢測治療效果，闡明耐藥性產生的機制，確定進一步治療方案。循環腫瘤DNA為診斷試驗提供了可靠的材料，從而彌補了組織缺少的不足。ctDNA分析的敏感性和精確度很高，足以進行腫瘤負荷的監測，包括微小殘留病灶和抵抗性產生機制的鑒定，監測新生的疾病和新抗治療突變。”

　　賽默飛世爾腫瘤學業務副總裁、總經理Mike Nolan表示，他們的公司負責分銷Cynvenio Biosystems公司的用于血流中腫瘤標志物基因組分析的液態切片（LiquidBiopsy）。他認為賽默飛的Ion Torrent測序平臺可補充PGM工作流程，僅用一小管血液便可分析游離DNA和血液循環腫瘤細胞，從而為客戶提供一個基因組樣品數據的解決方案。

　　免疫組庫測序技術

　　適應生物技術血液學產品的高級副總裁兼總經理Tom Willis博士說：“我們免疫組庫測序技術NGS平臺能夠適用于所有的T 細胞和B細胞癌癥，不管包含什么樣的致瘤突變。該平臺覆蓋面很廣泛，因為它針對的是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（Immune Repertoire sequencing(IR-SEQ)）是以 T/B 淋巴細胞為研究目標，以多重PCR或5’RACE技術目的擴增決定B細胞受體（BCR）或T細胞受體（TCR）多樣性的互補決定區（CDR區），再結合高通量測序技術，全面評估免疫系統的多樣性，深入挖掘免疫組庫與疾病的關系。

　　“我們依賴于免疫細胞，包括致癌的免疫細胞，這些所謂的免疫細胞受體序列對每個正常T細胞或B細胞而言本質上是獨特的，” Tom Willis繼續說道， “腫瘤由T細胞或B細胞的克隆擴張組成，并且很有可能在你排列材料的時候，它已經開始癌細胞的超高頻克隆。”

　　ClonoSIGHT是實驗室開發的監控最小殘余疾病(MRD)的測試程序，一個預處理樣品，典型的病理學實驗室標本，通常用于識別超高頻克隆的序列，然后用那些序列數據是來跟蹤治療后的低頻克隆，探測血液或骨髓中的MRD。

　　Tom Willis博士指出：“這種方法的好處之一是這些序列的獨特性，經鑒定它們長約100 bp，因此，即使新的突變出現，正如經常發生的那樣，這個方法也能很快識別新的序列并且跟蹤它。”

　　重點癌癥中心和制藥公司用ClonoSIGHT進行臨床試驗。 “它顯然要比流式細胞術更敏感，它可以用于更多種類的標本，” Tom Willis補充道。

　　關于Adaptive收購Sequenta

　　最近Adaptive公司收購Sequenta讓整個行業很興奮。合并后公司表示，此舉預計將加速新型免疫測序產品的使用，進一步發展對感染性疾病、自身免疫性疾病和癌癥進行診斷和治療。

　　Adaptive和Sequenta兩家公司，均在免疫研究領域有著一定的影響力。并且，兩家公司進行的檢測都不需要長期支付昂貴的檢測費用，也無需保險公司支付數百美元的保險費。從長遠來看，兩家合并后能惠及數百萬計的傳染病患者、自身免疫性疾病患者以及腫瘤患者。兩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的特點之一是大數據的生成，大數據是一個流行詞，指的是大型、復雜的，難處理的數據組。 NGS和大數據齊頭并進，傳統的基因組學計算設施已經跟不上pb級別的序列數據。基因大數據

　　GenoLogics的CEO Michael Ball說：“清晰實驗室信息管理系統(LIMS)是一種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，引入NGS到臨床實驗室帶來的重要挑戰包括會議監管需求CLIA，CAP和美國的HIPAA和國際ISO， LIMS通過工作流的強制執行，陽性樣品的跟蹤和數據安全可以滿足這些需求，它告訴你病人樣本的一切信息——從它進入實驗室開始它發生了什么，它是如何處理的。 LIMS還可以確保樣品絕不會和實驗室的其他任何東西混合。”

　　Ball稱：“我們還可以把我們軟件中的每個步驟都實現虛擬自動化。 例如，我們可以設計搬運液體的機器人取締人工交涉，從而減少潛在錯誤。我們的獨特功能之一是構建同時滿足研究和臨床需求的軟件系統，這是至關重要的，因為事實上幾乎NGS的臨床實驗都包含研究的部分，并且跟蹤需求是非常困難的。”例如，研究和臨床環境分別強調的是靈活性和法規遵從性。

　　“NGS大數據的一部分問題是組織管理，確保你不會失去任何東西，并且知道關于樣本的所有細節——每個序文件，每個序列分析，”Ball繼續說，“顯然我們的LIMS軟件提供了這樣的接口讓你知悉一切的進展。一些客戶要求我們的LIMS實現云計算，提供了一個可伸縮的方式來增加存儲容量。 在云中，很容易便可訪問到大量的計算資源。”

　　Willis博士對Adaptive的臨床做了描述，對大數據戰略做了研究，結果如下：“大數據在免疫組庫測序臨床方面的問題已經在我們的軟件管道中解決了。 我們構建的完整的解決方案，可以讓患者樣本在生成和處理序列數據的過程中去到任何地方，針對醫生MRD形式的報告進行強有力的臨床回答。”

　　“我們的免疫組庫測序分析儀是一種強大而直觀的云計算軟件，使他們能夠以多樣的方式訪問、處理以及分享他們的原始大數據。”

　　Mike Pellini醫學博士，基礎醫學的總裁兼首席執行官表示，他的公司利用的是FoundationCore，一個包含35000多名病人的病例的標準化綜合資料的數據庫。大數據把細胞按照FoundationOne和FoundationOne血紅素綜合基因組分析NGS測試來分類，然后檢測病人的實體腫瘤和血癌的分子驅動。

　　公司的互動癌癥探測門戶ICE2，旨在使醫生能夠利用基礎醫學測試來提高病人護理的效率，從而加強全面基因組分析的實用性， ICE2利用FoundationCore在 PatientMatch?中起著重要作用，它增加了測試的可控訴情形。 使用PatientMatch，醫生可以聯系其他用相似的基因/腫瘤資料來治療患者的醫生一同分享治療方法和結果信息。

　　商業伙伴關系

　　Mike Nolan表示，癌癥是一個勁敵，然而通過合作伙伴模式可以共同進步，我們可以開發更好的解決方案，加快他們運送到社區的速度，包括患者、護理提供者和研究人員，NGS計劃的力量是很明顯的，離子激流技術生成的成千上萬的結果都是最好的證明。

　　我們與葛蘭素史克和輝瑞的合作將推動NGS腫瘤學測試通過監管當局向前發展，進入本地交付醫療網絡，大約80%的癌癥患者在那里進行治療。第一個測試將在我們的離子PGM DX平臺上開發使用離子AmpliSeq放大技術，它將合并我們從Oncomine研究小組選定的內容，其中包括超過100個癌癥基因的同步檢測單核苷酸變異，插入或缺失，拷貝數變異，和基因融合。