以测序(NGS)为基础的急性白血病诊断技术
AL研究已经进入了大数据时代,研究往往通过多组学、大样本的分析,期望获得AL或者AL的某个特殊亚型疾病全貌,随之而来的是原来作为科研技术的二代测序技术,包括转录组测序、外显子组测序、全基因组测序、单细胞测序等,变得普遍化,被推向临床用于AL的诊断和治疗,甚至有取代原有经典技术的趋势。
( 作者:张翔 黄建松 金洁 )
• 这里我们只重点摘录外显子组测序和全基因组测序,了解转录组测序及其他分子诊断在AL中的应用等请阅览原文
外显子组测序
(Exome-Sequencing)
基因突变是肿瘤包括AL在内的重要特点,尤其在AML中,例如DNMT3A、NPM1、FLT3-ITD、IDH1/2、TP53、ASXL1、TET2等突变已经证实可直接参与AML的发病。对于基因突变的检测,PCR结合一代测序仍然是临床常用的方法,用于对已知基因的已知突变位点的检测,但是对于未知突变的检测以及检测通量存在明显的局限性。
Exome-Sequencing测序主要分为两种:靶向外显子组测序(Targeted-Exome-Sequencing,TES)和全外显子组测序(Whole-Exome-Sequencing,WES),两者有各自的优缺点。
TES主要针对 预先设计好的固定基因 进行外显子测序,优势在于 测序深度高 ,至少能够达到5000乘以上的覆盖率,可以检测到等位基因变异率(Variant allele frequency,VAF)大于等于1%的突变,且VAF值能够精确到0.02%,能够发现这些基因外显子以及部分剪接位点突变,但是对于固定基因外的基因突变无法检测。
WES针对 所有基因 的外显子进行测序,理论上可以发现所有基因的突变,但是由于外显子的覆盖面增加, 测序深度相对TES显得不足 ,对于VAF值大于等于5%的突变具有可靠的检测能力。
AL标本结合口腔或者毛发的胚系对照标本进行TES或者WES,可以鉴别突变为胚系突变还是体细胞突变,有助于加深对于患者疾病的认识并指导治疗。除了发现基因突变外, TES或者WES对于基因重排有一定的检测能力,但是基因的断裂点必须位于外显子剪接位点附近,否则TES或者WES无法测出;同时,TES或者WES也可以发现基因拷贝数的变化,但是仅限于影响到外显子的扩增或者缺失。
全基因组测序
(Whole-Genome-Sequencing,WGS)
染色体的异常也是AL的重要特征,例如t(8;21)、t(9;22)、t(15;17)等都是AML中经典的染色体易位,临床往往采用染色体核型分析以及荧光原位杂交技术对肿瘤细胞的核型进行分析,但是染色体核型分析分辨率较低,对于小片段的改变难以区别,且依赖于分裂期细胞的存在,染色质成为染色体且在分裂 期排列至细胞中央时才便于观察; 荧光原位杂交(FISH)技术则只能检测探针所设计的靶点所在的染色体区段,不能探索未知的核型异常,所以目前临床常用的技术很难兼顾全面性和敏感性。
目前认为WGS对于核型的分析可以完全替代染色体核型分析和荧光原位杂交 ,检测出AL中常见的一些染色体结构和数量异常,包括重排、缺失、获得、倒位、删除等等, 并且能够达到较高的分辨率和异常的覆盖率 。除了对于染色体核型的解析,WGS也基本涵盖了WES所有的功能, 但是受限于测序的深度 ,WGS对于低频突变检测往往效率不足。
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编辑 | 骆秉涵 王迪
来源 | 健康界
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