
癌症是由遗传要素、环境要素等多要素致使的凌乱疾病。因其个性化的特点-每个人/乃至不一样细胞都具有一起的遗传突变,从而加大了癌症治疗及监测的难度。而高通量测序技术的展开为我们带来了要害,不只可以加速掀开癌症的病因及机制,更进一步使个性化医疗成为实际。
2014年之前由于全基因组重测序报价依然昂扬,科研人员不得不抛弃有些遗传信息(如基因融合、染色体重排等),而选择外显子组测序——仅关于编码区的SNP/InDel进行检测。跟着全基因组测序本钱不断下降,尤其是诺禾致源公司引入的X-Ten平台,首先推出“万元基因组”测序活动,使得国内的全基因组测序变得更廉价更便利,因此,全基因组重测序已成为癌症研讨的最好选择。
全基因组重测序的必要性
2011年,Chapman等人在Nature上运用多发性骨髓瘤样本对全基因组与全外显子组测序进行了对比,成果表明多发性骨髓瘤中一半的蛋白质编码突变都是通过染色体畸变(如易位)发生的,故大有些突变都无法通过外显子组测序发现。有关于全外显子组测序,人类基因组重测序已在检测基因融合,基因组突变,染色体碎裂和染色体重排等研讨中屡建奇功。
癌症研讨中重要的遗传信息
基因组突变
全部癌症在展开过程中都会堆集许多体细胞突变,其间司机突变(Driver mutations)是对癌症展开很要害的体细胞突变,而剩下的就被称为乘客突变(Passenger mutations)。2011年Berger等人在Nature上宣告了原发性人类前列腺癌及其配对正常组织的完好基因组序列研讨。一些肿瘤包含凌乱的平衡重排链(仿制数中性),它们通常发生在已知癌症基因中或附近。而一些开裂点发生在基因间区域,可能会因外显子组测序失去,因此,这篇文章比如了有些突变(如文章中类似于基因间区域的非编码区)只有也只能通过全基因组测序才华检测出来。
基因融合
基因融合在基因组中非常遍及,也是一些类型癌症的象征。基因融合是由两个不有关的基因发生融合构成的一种基因产品,该产品具有全新的功用或与两个融合基因不一样的功用。合作结束配对(Paired end, PE)测序技术运用的全基因组测序是当时检测全部基因融合的最准确、最全面的东西,对这些基因融合的检测包含了重复、倒位、掩盖和单碱基刺进缺失各种类型。2014年,癌症基因组图谱(TCGA)联盟选用全基因组重测序和全外显子组测序联系的办法对131例膀胱泌尿上皮癌进行了研讨,研讨者发现了FGFR3与TACC3的融合表象,7例肿瘤样本中检测到病毒联系位点,有关研讨成果宣告在Nature上。而类似这样的基因融合和病毒联系位点是全外显子组测序做不到的,依然只能通过全基因组测序的办法进行研讨。
染色体碎裂
该表象是一个一次性的细胞危机,该过程中成百上千个基因组重排在单次工作中发生。这种灾难性工作的成果是凌乱的有些重排和仿制数变异,其规划束缚在0-2个仿制。据估计,染色体碎裂发生在2-3%的癌症的多个亚型中,以及约25%的骨髓中。染色体重排需凭仗DNA双链开裂和必定办法的摆放联接,这种重排破坏了基因组的完好性,继而参与构成白血病、淋巴瘤和肉瘤。它的凌乱性和随机性使得它成为一种很难研讨的表象,当时的处置战略是运用结束配对和长距离结束配对(mate-pair)技术建库的全基因组深度测序办法进行研讨。
基因组改动和仿制数变异(CNV)
当时的研讨成果通知我们,若剖析中只重视SNP势必将失去大有些重要的基因组重排。据估计,每个人类基因组中“非SNP变异”总共约有50Mb。Morrison等人选用膀胱移行细胞癌(TCC-UB)的5例样本进行全基因组重测序,成果发现,其间3例样本具有较多SNP和SV变异,并且都具有P53基因的突变;在另外2例肿瘤样本中,研讨者发现谷氨酸受体N-methyl-D-aspertate receptor基因发生易位和扩增,该研讨成果对后期的肿瘤药物靶点判定与疾病治疗具有重要作用。由于掩盖深度改动太大,致使对原仿制数的变异不灵敏,全外显子组测序不容易检测到CNV,关于大片段的基因组改动更是无能为力。
