在非小细胞肺癌中利用NGS技术分析构建疗效预测相关突变及多基因融合的临床框架

2017-06-16 08:50:15壹基因医学

发表单位：瑞典兰德大学

发表杂志: Oncotarget (IF: 5.008)

发表时间：2017年3月

研究背景

在非小细胞肺癌（NSCLC）中，可作为治疗靶点的基因突变及融合的发现不仅仅提供了疾病的治疗方案，也推动了疾病诊断的改善。在目前NSCLC治疗方案中，具有EGFR敏感区域突变及ALK/ROS1融合的患者，可进行相应的靶向治疗。对于潜在靶点的检测分析，单基因检测方法可以通过不同的技术手段实现，如实时PCR(real-time PCR),免疫组化（IHC）或荧光原位杂交（FISH）等。但为了寻找更多的治疗靶点，更加深入的认识癌症，以NGS技术为主要检测手段的分析方法提供了更多的选择。NGS检测技术不仅可以降低成本、提高效率还能够准确和及时的给出检测结果并有助于指导患者治疗。

研究目的

1. 在瑞典南部以NGS技术为基础分析构建疗效预测相关基因突变的临床框架。

2. 以一整年的临床数据分析为基础，确认NGS技术的潜在诊断率。

3. 以RNA表达量来检测ALK/RET/ROS1的多基因融合分析方法的潜在临床应用。

研究内容

NGS检测技术与单基因检测技术一致性验证

为了验证NGS技术与单基因检测技术的一致性，研究人员共验证了81例肿瘤样本（40例肺癌、22例皮肤黑色素瘤、19结肠癌）。结果显示，除个别样本外，NGS检测技术与单基因检测技术的一致性达到99%。

图1. NGS检测技术与单基因检测技术一致性验证

对于肺癌样本的临床分析和临床框架的构建

图2. 533例NSCLC样本中29种基因突变的分析

研究人员对533例肺癌样本进行了NGS测序分析，不同样本组（腺癌、鳞癌、其他非鳞状NSCLC）间突变频率有一定区别。研究人员共调查了29种基因的突变情况，约80%的样本携带1-2种突变，7-9%样本不携带任何突变。在所有分组中，TP53为最常见的突变类型，其次为KRAS和EGFR。有14种基因突变频率小于2%，可能预示着这些突变形式在NSCLC中较为罕见（图2）。此外，研究人员还发现基因突变与病人病理数据的相关性。BRAF、EGFR、KRAS突变在腺癌样本中更常见；KRAS突变在女性中更常见。在具有突变的样本中，KRAS突变约有90%的样本发生在12、13密码子位置；EGFR突变约有75%为19外显子删除和L858R突变（图3）。

图3. KRAS和EGFR的突变位置频率

NGS技术结合NanoString技术对533例肺癌样本的综合分析

研究人员首先在四种细胞系中成功检测到了已知的基因重排融合，验证了NanoString技术的可靠性。随后，在之前533例患者样本中，选取了169例没有EGFR、KRAS、BRAF的石蜡蜡块或切片样本进行了分析。由于该技术对石蜡切片要求较高，34例（20%）样本不符合检测要求。在剩余的135例样本中，共有10例样本检测到了基因融合（图4）。所有通过该技术检测出ALK和ROS1融合的样本，均使用免疫组化技术进行了验证。此外，仅有2例鳞状非小细胞肺癌和1例大细胞神经内分泌瘤样本，在免疫组化融合检测中为阳性而在NanoString技术检测中为阴性。根据实验数据分析，研究人员推测该三例样本假阳性的可能性较大，同时查询了相关患者的治疗方案发现三位患者在实际治疗当中均未使用过ALK抑制剂进行治疗。NanoString技术还在一例样本中发现了一种新的RET融合形式，也进一步证明了该检测技术有能力发现新的融合基因型。

图4. 在135例肺癌患者样本中ALK/ROS1基因融合情况

NGS技术结合NanoString技术对533例肺癌样本的综合分析

研究人员对533例样本同时进行了NGS和NanoString分析，以期为患者治疗寻找到更多方案。经过两项技术的综合检测，在不同的组织学亚型中，基因突变频率各不相同，应使用的治疗方案也有很大区别（图5）。因此，这两项技术可以更为准确、全面的检测出患者的基因型，并为其提供更加精准的治疗方案。

图5. 533例样本中基因突变类型的整合分析

研究结论

通过对533例肺癌患者样本的分析，NGS技术以及以RNA表达量为基础的NanoString分析技术在临床应用中是切实可行的。这两项技术在临床诊断、为患者区分基因分型中起到较大的指导作用并且能够为患者提供精准的靶向治疗方案。

参考文献

Lindquist KE, Karlsson A, Levéen P, et al. Clinical framework for next generation sequencing based analysis of treatment predictive mutations and multiplexed gene fusion detection in non-small cell lung cancer. Oncotarget. 2017 May 23;8(21):34796-34810. doi: 10.18632/oncotarget.16276.