近年來，腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)療飛速發(fā)展，尤其是ALK、ROS1、RET、NTRK、FGFR等以結(jié)構(gòu)變異為主的靶向藥物陸續(xù)上市，越來越多患者從中獲益。目前，基于DNA變化分析為主的精準(zhǔn)醫(yī)療正在被臨床廣泛應(yīng)用，實(shí)際上，基于RNA的NGS檢測(cè)（RNA-NGS）在結(jié)構(gòu)變異檢測(cè)上展現(xiàn)出更加優(yōu)越的性能，已被《NCCN 非小細(xì)胞肺癌臨床實(shí)踐指南》、《NCCN 結(jié)腸癌臨床實(shí)踐指南》、《骨與軟組織腫瘤二代測(cè)序中國專家共識(shí)》等指南及專家共識(shí)收錄。同時(shí)，RNA種類繁多、功能復(fù)雜，RNA-NGS應(yīng)用也更為廣泛。第一期“精準(zhǔn)醫(yī)療 RNA，會(huì)碰撞出怎樣火花？”介紹了RNA的種類、不同檢測(cè)方法對(duì)比，以及在腫瘤治療臨床實(shí)踐中的應(yīng)用，想必大家已對(duì)RNA有了初步了解，今天我們深入學(xué)習(xí)RNA融合基因檢測(cè)在臨床中的作用。
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融合基因是如何產(chǎn)生的？
基因融合是兩個(gè)獨(dú)立基因結(jié)合在一起產(chǎn)生新基因的過程，產(chǎn)生的新基因就是融合基因?；蛉诤喜粌H可以在基因組水平上發(fā)生，也可以通過選擇性剪接在RNA水平上發(fā)生。
圖1.融合基因示例
具體來說融合基因可由7種機(jī)制產(chǎn)生，包括基因組水平的相互易位（Reciprocal translocation）、插入（Insertion）、缺失（Deletion）、串聯(lián)重復(fù)（Tandem duplication）、倒置（Inversion）、染色體水平的染色體碎裂（Chromothripsis）以及RNA水平的選擇性剪接（Alternative splicing）。這些融合基因可能產(chǎn)生嵌合蛋白，嵌合蛋白通過多種機(jī)制參與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。
圖2.融合基因的產(chǎn)生機(jī)制
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融合基因有哪些？
融合基因在多種腫瘤中都能檢出，比如非小細(xì)胞肺癌、軟組織肉瘤、腦腫瘤等，在NGS技術(shù)的推動(dòng)下，特別是RNA panel的應(yīng)用，各種癌癥中發(fā)現(xiàn)了大量新的融合基因。
表1. 常見癌種中的融合基因
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融合基因?yàn)槭裁葱枰猂NA層面檢測(cè)？
遺傳信息是由DNA轉(zhuǎn)錄給RNA，再從RNA翻譯成蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生物功能的執(zhí)行者。DNA存在內(nèi)含子，內(nèi)含子序列可能較長(zhǎng)，DNA探針難以全面覆蓋，或者內(nèi)含子區(qū)域存在重復(fù)序列，測(cè)序數(shù)據(jù)比對(duì)困難，對(duì)生信算法要求高，同時(shí)腫瘤患者DNA層面還可能存在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變異，后續(xù)捕獲測(cè)序均會(huì)受到影響，導(dǎo)致融合基因檢測(cè)失敗。而轉(zhuǎn)錄后的RNA不含內(nèi)含子，相關(guān)的檢測(cè)問題就可以避免，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變異也需要轉(zhuǎn)錄表達(dá)成蛋白質(zhì)才能發(fā)揮生物學(xué)功能。針對(duì)RNA水平的選擇性剪接，RNA可直接檢測(cè)是否發(fā)生了外顯子跳讀。
圖3. RNA檢測(cè)能夠彌補(bǔ)DNA檢測(cè)的不足
當(dāng)然RNA比DNA更容易降解，也存在其自身的局限性，所以DNA RNA“雙重測(cè)序”才是融合基因最優(yōu)檢測(cè)方案。
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融合基因檢測(cè)的臨床應(yīng)用有哪些？
自從在慢性髓性白血病(CML)中發(fā)現(xiàn)第一個(gè)基因融合BCR-ABL1以來，基因融合在越來越多的腫瘤中發(fā)現(xiàn)。融合基因與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，是不同類型癌癥的特異事件，其已經(jīng)成為癌癥診斷和預(yù)后的生物標(biāo)志物，可以作為診斷和預(yù)后判斷的工具。同時(shí)融合基因也是癌癥治療的理想靶點(diǎn)，針對(duì)基因融合為患者帶來長(zhǎng)久的生存獲益。
4.1 臨床診斷
在軟組織肉瘤中，幾種罕見的組織學(xué)亞型具有特定的融合基因，可以作為重要診斷特征，包括透明細(xì)胞肉瘤(EWSR1-ATF1)、滑膜肉瘤(SS18-SSX)、肺泡橫紋肌肉瘤(PAX3、PAX7-FOXO1)等。
表2. 軟組織肉瘤亞型和特征融合基因
4.2 靶向用藥
目前肺癌患者的融合基因檢測(cè)是關(guān)注最多的，MSKCC研究通過對(duì)2522例肺腺癌進(jìn)行全面的DNA和RNA測(cè)序，發(fā)現(xiàn)223個(gè)可靶向治療的基因融合。
圖4. 肺腺癌的基因融合景觀
檢出的融合基因包括NRG1(0.32%)和以下激酶基因：ALK (3.44%), ROS1(2.26%), RET (1.78%), BRAF (0.28%), FGFR3 (0.20%), NTRK1 (0.16%), NTRK3(0.08%), FGFR2 (0.08%), FGFR1 (0.04%), NTRK2 (0.04%), PIK3CA (0.04%), MET(0.04%) and EGFR (0.04%)。針對(duì)這些檢出融合基因的患者，后續(xù)可以使用對(duì)應(yīng)的靶向藥，獲得更長(zhǎng)的生存獲益。
表3. 肺癌融合基因和靶向藥
4.3 預(yù)后評(píng)估
基因融合作為多種癌癥的驅(qū)動(dòng)突變，是患者預(yù)后不良的重要因素。一些患者在治療過程中也會(huì)發(fā)生基因融合，產(chǎn)生的融合基因?qū)е禄颊吣退?，預(yù)后差。乳腺癌中ESR1、DYRK4、ETV6等融合基因的檢測(cè)可以提示患者預(yù)后，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整用藥方案，患者能夠得到更好的臨床結(jié)果。
表4.乳腺癌融合基因指導(dǎo)預(yù)后
求臻醫(yī)學(xué)采用DNA RNA“雙重測(cè)序”，助力腫瘤融合基因的檢測(cè)，可以最大程度地提高融合基因的檢出率，同時(shí)針對(duì)FFPE樣本優(yōu)化提取建庫方法，保證FFPE樣本中的RNA融合基因的檢出。
在接下來的幾期文章中，小編將詳細(xì)介紹關(guān)于RNA-NGS在腫瘤領(lǐng)域的臨床應(yīng)用及相關(guān)進(jìn)展，敬請(qǐng)期待。
參考文獻(xiàn)：
1.Gene fusions in tumourigenesis with particular reference to ovarian cancer.
2.Gene Duplication and Gene Fusion Are Important Drivers of Tumourigenesis during Cancer Evolution.
3.High yield of RNA sequencing for targetable kinase fusions in lung adenocarcinomas with no mitogenic driver alteration detected by DNA sequencing and low tumor mutation burden.
4.Fusion gene-oriented precision medicine in soft tissue sarcoma.
5.Fusion-Associated Carcinomas of the Breast: Diagnostic, Prognostic, and Therapeutic Significance.
6.Wake Up and Smell the Fusions: Single-Modality Molecular Testing Misses Drivers.
求臻醫(yī)學(xué)
ChosenMed
專注腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域，業(yè)務(wù)涵蓋腫瘤早篩、伴隨診斷、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、預(yù)后評(píng)估等多場(chǎng)景應(yīng)用領(lǐng)域，已在北京、杭州、南京、重慶、廣州等地開設(shè)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室、全國500 服務(wù)醫(yī)院、年收樣本100000 。
作為唯一企業(yè)單位，承擔(dān)由國家人類遺傳資源中心牽頭的《中國腫瘤基因圖譜計(jì)劃》（CGAC），聯(lián)合全國70家三甲醫(yī)院，繪制中國腫瘤基因圖譜。
求臻醫(yī)學(xué)首席信息官研發(fā)的MSIsensor算法被FDA批準(zhǔn)的首個(gè)基于NGS的腫瘤多基因檢測(cè)試劑盒（MSK-IMPACTTM）所采用，同時(shí)被近期發(fā)布的《結(jié)直腸癌分子檢測(cè)高通量測(cè)序中國專家共識(shí)》所推薦。
自主研發(fā)了基于單腫瘤組織和外周血游離（cfDNA）測(cè)序數(shù)據(jù)的MSI檢測(cè)算法MSIsensor2、MSIsensor-ct算法，基本形成了腫瘤樣本多層次應(yīng)用場(chǎng)景的NGS-MSI算法體系。目前該系列算法已經(jīng)被超過400篇論文引用，為國際上引用率最高的泛癌種NGS-MSI探測(cè)工具集；同時(shí)被超過29個(gè)國家的670個(gè)臨床研究項(xiàng)目所應(yīng)用。
業(yè)內(nèi)唯一腫瘤精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)平臺(tái)、國內(nèi)首創(chuàng)腫瘤全生命周期智能推理模擬軟件系統(tǒng)、完全自主研發(fā)設(shè)計(jì)的AI底層架構(gòu)、獲批設(shè)立“博士后科研工作站”。
覆蓋泛實(shí)體瘤、血液系統(tǒng)腫瘤的20余款腫瘤多基因檢測(cè)產(chǎn)品，其中ChosenOne?泛癌種基因檢測(cè)方案，以全面檢測(cè)、貼合國人、多維度評(píng)估等優(yōu)勢(shì)，深受臨床醫(yī)生和患者信任。
獲得CAP（美國病理學(xué)家協(xié)會(huì)）認(rèn)證，滿分通過逾百項(xiàng)NCCL/EMQN/CAP等室間質(zhì)評(píng)。
擁有75項(xiàng)專利、62項(xiàng)基于大Panel的生信軟件著作權(quán)，累計(jì)發(fā)表SCI文章300余篇，總IF超2800分。
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