癌症精准诊断,NGS检测加速落地院内,“星星之火”显露“燎原之势”

2021
08/20

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生物世界
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结直肠癌是我国常见的恶性肿瘤之一。


结直肠癌 是我国常见的恶性肿瘤之一。近年来,随着生活方式的改变以及人口老龄化趋势加重,我国结直肠癌发病率和死亡率始终保持上升趋势。

世界卫生组织国际癌症研究机构 (IARC) 数据显示,我国2020年结直肠癌的新发病例数为56万例,因结直肠癌死亡病例达29万例 【1】 。其中,约25%的结直肠癌患者在确诊时已出现远处转移。此外,30 %的患者在治疗过程中发生转移,转移性结直肠癌患者预后较差,5年生存率仅为11.7% 【2】

目前,中国已成为全球结直肠癌每年新发病例数和死亡病例数最多的国家,结直肠癌严重影响和威胁我国居民身体健康 【3】 。并呈现出男多女少、东多西少、城市远高于农村的局面 【4】

如果结直肠癌患者错过了早期发现并及时诊疗的机会,那么随后不管是影像学评估、病理学评估、内镜、手术、化疗、放疗等任何一种诊疗手段的精准程度都会影响患者的预后。

可喜的是,随着诊疗水平的进步以及靶向药物、免疫治疗的出现,越来越多的结直肠癌患者跨越了5年生存期,实现了更长的生存获益。在转移性结直肠癌患者中,RAS基因野生型的患者能够通过特定的精准靶向治疗药物 (如抗EGFR单抗) 实现生存获益,改善预后。

而这也进一步 推动了以 二代测序 (NGS) 技术为代表的靶向精准检测方法从科研实验室逐渐走向临床实际应用。

分子诊断作为精准医疗的基石,无疑成为了肿瘤个体化诊疗应用场景的“重要利器”。其中,NGS能够一次并行对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定,快速生成非常大的基因组学、表观基因组学和转录组学研究数据集,无疑为精准诊断提供了更大可能性。

从“检”到“测”,网罗全部“猎物”

众所周知,基因检测主要包括PCR、FISH、芯片技术、基因测序,而基因测序技术是基因检测的一种。基因测序主要有一代测序 (Sanger测序) 、二代测序 (NGS技术) 、三代测序 (单分子测序) 等。

PCR、FISH和芯片技术,主要是通过已知序列去调查特定确定的片段序列或位点的有或无,重点在“检”,而基因测序技术是把基因序列上的核苷酸一个一个的测出来,重点在“测” 【5】

如果将前几种技术比作“一根鱼竿在钓鱼”的话,那么后者基因测序技术更像“一张渔网在捞鱼”。特别是针对肿瘤细胞基因是不断地发生突变,肿瘤组织也是动态变化,每个时期所检测出来的基因组可能都有发生变化的情况,更需要强有力的技术能在检测过程中的“一网打尽”。

NGS必定责无旁贷。相比传统的检测技术,它具有通量大时间短精确度高信息量丰富等优势。并且,随着技术的日趋成熟和成本的降低,NGS已经被国内外多个权威指南与共识推荐,用于癌症研究领域和临床实践,也大大促进了精准医疗理念“落地开花”。

例如,国内CSCO和NCCN指南中都对晚期结直肠癌患者的生物标志物有一定的推荐,建议进行KRAS、NRAS、BRAF、PIK3CA等基因检测,以便更好地指导临床用药。

而现行的检测方法中,一般都是单基因的检测,以PCR和FISH这两种方法占比比较多。NGS检测则可以实现一次性检测多种生物标记物,既能节约肿瘤患者珍贵的组织样本,还能更好地满足临床和患者的检测需求,从而大大提升了肿瘤治疗的精准性。

从技术到产品,结直肠癌精准诊断“利器”显身手

利好的消息是,今年3月3日, 臻和科技 自主研发的 结直肠癌NGS多基因伴随诊断试剂盒 已经获批上市,这也是国内首款专注于结直肠癌的NGS伴随诊断试剂盒。

臻和结直肠癌试剂盒(可逆末端终止测序法)

这是一款基于NGS平台的多基因位点的伴随诊断产品,可用于体外定性检测结直肠癌患者肿瘤样本中与靶向治疗密切相关的KRAS、NRAS、BRAF和PIK3CA基因的多种突变状态,筛选适合接受靶向药物治疗的患者。

据悉,该产品历经近两年时间,在包括复旦大学附属肿瘤医院、四川大学华西医院、天津市肿瘤医院、河南省肿瘤医院、北大人民医院等顶尖医院在内的八家临床中心,累计完成1400多例临床样本。

最终研究结果显示,该款试剂盒在KRAS、NRAS、BRAF、PIK3CA的最低检出限为1%,与已上市产品或者金标准相比,符合率超过99%,达到了国内领先水平。这也是目前市场上参与中心最多、完成临床样本验证最多的结直肠癌NGS伴随诊断产品

该试剂盒兼容性更强,可匹配MiSeqDx和NextSeq CN500高低两种通量的测序平台,供用户灵活选择。

对于这款试剂盒的获批,北京大学肿瘤医院薛卫成教授曾表示,这说明国家、政府和行业主管部门逐渐开始“拥抱”新技术,也意味着相应的检测技术只要合规、合法,且操作便捷,就能迅速地应用到日常诊疗过程。

从产品到整体解决方案,NGS检测一站式平台“落地”

精准是肿瘤治疗的先进理念,病理科的精准诊断则是这一理念实施的“必经之路”。病理诊断一直被视为肿瘤诊断的“金标准”,其水平的高低直接影响医疗机构的诊断能力。

NGS不仅在肿瘤诊断与伴随诊断中发挥着重要作用,还在疾病早期筛查、肿瘤治疗疗效评估、肿瘤复发和转移风险评估等领域发挥着不可替代的作用。

但现实中,极具优势的NGS却在医院病理科应用情况不佳。其主要原因在于,NGS检测技术流程复杂,试剂盒质量、建库、报告解读,以及人员能力、场地、污染等因素制约着落地应用。其中任何一个环节出现问题,均会影响检测结果的准确性,进而影响临床决策。

公众对医疗需求的日益增长,病理诊断的工作量不断加大,患者对病理诊断的准确性和时效性也都提出了更高的要求。医院亟需标准化、自动化、结果准确、操作简便的产品。

秉承“以临床需求为导向”的发展理念,着眼于NGS技术落地难以及业内需求迫切的现状,臻和科技打造出一整套完善、可靠且有创新性的IVD整体解决方案,包括Genecast Genius G1全自动样品处理系统及Genecast INTEGRO V1.0 全自动生信分析一体机等重磅产品,全面助力NGS技术在医院的落地。

Genecast Genius G1全自动样品处理系统

其中,Genecast Genius G1 全自动样品处理系统采用集成化设计,预置高精密移液系统、PCR仪、恒温/震荡等功能模块,以及全面的防污染设置,NGS建库的各个环节大部分能在该设备上自动化完成,尽可能地减少人为干扰,有效降低人员和实验室投入,全面提升实验室整体工作效率和运行稳定性。
Genecast INTEGRO V1.0 全自动生信分析一体机

Genecast INTEGRO V1.0 全自动生信分析一体机,该产品是高性能、全自动、可拓展的生物分析系统和数据管理一站式服务平台。它集数据管理、生信分析、结果展示、报告解读于一体,最大程度满足肿瘤基因检测对下机数据的质控管理、分析速度、报告解读等临床应用需求。

此外,臻和科技自主开发的专利核心算法安全存储技术,可以保障运行过程中的分析准确和数据安全。

我们希望能够更好地为医院和医生赋能,借助更多的工具和手段对抗癌症,让患者拥有更好的治疗方式和生命质量。”臻和科技创始人兼CEO杜波表示。

从理念到行动,提速精准诊疗进程

需求端的拉动,技术端的成熟,使用端的期盼……多种因素加速了NGS检测在医院落地。

据了解,目前国内很多顶级三甲医院,比如北京协和医院病理科、中国医学科学院肿瘤医院病理科等机构都根据临床的需要,依托自身医学分子实验室的强大技术实力,为临床治疗提供专业的测序检测及专业的数据解读病理报告。

但目前,NGS仪器及试剂组合多样化,不同平台技术要求不同,这又对检测质量带来诸多挑战。

那么,该如何保证样本的检测质量?这就需要从样本到出具报告的每个环节都需要进行质控,其中包括样本DNA/RNA质控、DNA文库质控等,只有经过严谨的质控才能确保报告结果的准确性。

其中,最关键的还是NGS检测对样本质量要求,NGS的检测首先在组织切片方面要求一定的肿瘤占比 (一般要求在20%以上) 。过低的肿瘤含量会直接影响结果,影响基因检测突变丰度的读取,会造成一定的假阴性。而血液样本要注重核酸提取重复性和提取效率、纯度、片断是否满足NGS检测的需求。

此前,国家相关机构相继出台一系列措施对基因测序行业进行监管,相关行业学会和协会也纷纷出台相关的指南与共识,比如,中国抗癌协会靶向治疗专业委员会就联合相关专家与企业联合发布了2021版《结直肠癌分子检测高通量测序中国专家共识》,以规范NGS检测技术在肿瘤诊疗中的规范应用。

相信未来随着技术手段的不断进步、研究探索的不断开展,人们对肿瘤的了解不断深化,肿瘤诊疗必定会结合患者生物学特点、基因学特点或其他特征对人群进行精细化分层,NGS检测必将“大有作为”。

对于医疗机构而言,NGS检测将成为病理科医生强有力的技术支撑,进而为临床医生的精准治疗决策提供可靠的参考依据;对于患者来说,NGS检测将使患者有希望得到更精准的诊断和治疗,从而进一步延长生存期和提升生活质量;而生物科技公司则需要做好技术创新研发,细分产品,为疾病诊断提供最精准化工具;全方位地推进精准医疗发展,为实施健康中国战略“添砖加瓦”。

参考文献:
1. https://www.iarc.who.int/faq/latest-global-cancer-data-2020-qa/
2. https://doi.org/10.3978/j.issn.2078-6891.2014.064
3. https://doi.org/10.3760/cma.j.cn112139-20200518-00390
4. http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/9/418170.shtm
5. http://www.ipoipo.cn/post/61.html
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关键词:
检测,NGS,直肠癌,技术,患者

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