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【绘真科普】NGS血液检测MSI新方法介绍

 生物_医药_科研 2022-03-19

微卫星不稳定性(Microsatellite instability,MSI)对于多种实体瘤患者具有重要临床意义。过去以多重荧光聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)毛细管电泳法作为MSI检测的金标准。近年来,NGS panel开始用于MSI检测,使用计算工具同时研究基因组上的微卫星序列成为可能。并且NGS panel还可以基于血液样本评估患者的MSI状态,这为组织样本不足或难以获取的患者提供了新选择[1]

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图1 IHC、PCR和NGS方法学特点比较

目前,基于血液样本的b-MSI检测仍处于验证阶段,马里兰大学研究团队设计了一个58 基因panel(98kb),覆盖了BAT25、BAT26、MONO27、NR21、NR24共5个单核苷酸微卫星位点,采用Barcoding和DPF方法判断血液样本的MSI状态。检测结果与PCR毛细管电泳法进行一致性分析,并结合真实世界临床数据,验证该方法的有效性。新方法的判断标准为,若有2个及其以上位点不稳定,则该样本为MSI-H[2]


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图2 基于5个微卫星位点NGS血液检测MSI状态的数据分析流程

研究团队首先设计了一款125基因panel,除上述5个微卫星位点外,又增加65个微卫星位点,NGS测序61例MSI状态已知(31例MSI-H,30例MSS)的肿瘤组织样本及其对照样本,灵敏度和特异性均为100%。通过比较MSI-H肿瘤样本和对照样本的微卫星序列,发现微卫星不稳定表现为重复序列变短。这为新方法仅仅分析微卫星重复序列缺失奠定了基础。


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图3 NGS多微卫星位点检测与PCR毛细管电泳方法具有高度一致性

随后,研究团队纳入29例MSI状态已知的肿瘤患者(23例MSI-H,6例MSS)和163例健康人(MSS)的血液样本。基于59 gene panel NGS检测结果提示,18例MSI-H和174例MSS。总体样本来看,该方法的灵敏度和特异性分别为78.3%(18/23)和99.4%(168/169),即检出5例假阴性患者,1例假阳性健康人。

 

仔细分析5例假阴性样本,发现与血液样本中来源于肿瘤细胞的DNA等位基因变异丰度(mutant allele fraction,MAF)相关。单核苷酸微卫星位点loci的MAF定义为,微卫星不稳定位点的最短reads数量与该位点所有reads数量的比值。研究发现,5例假阴性样本,2例未检出ctDNA,2例患者的MAF平均值仅为0.4%和1.1%,剩余1例样本的平均MAF为24.7%。这表明,对于ctDNA含量较低的样本,该方法检测结果存在假阴性的可能。


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图4 血液检测MSI准确性分析

上述29例患者(18例b MSI-H,11例b MSS)均接受PD-1免疫检查点抑制剂治疗,中位无进展生存期(mPFS)分别是16.2mvs2.8m(HR:0.21,p=0.001),中位总生存期(mOS) 分别是16.3mvs6.9m(HR:0.41,p=0.063)。尽管与MSS患者相比,MSI-H患者显示出生存获益,但mOS差异并未有统计学意义。如果排除4例ctDNA含量不足的患者后,再次数据分析会发现,mPFS和mOS的HR值分别是0.15(p=0.001)和0.26(p=0.01)。


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图5 与bMSS患者相比,bMSI-H患者显示出从PD-1治疗获益趋势
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目前,绘真医学的肠癌8基因系列产品和胃食管癌9基因系列产品均采用该检测方法,可以基于血液样本同时报出患者的驱动基因变异、MSI状态以及化疗相关基因多态性,从而辅助临床医生制定靶向、免疫和化疗方案,为组织样本不足或难以获取的胃肠道肿瘤患者提供了新的MSI检测解决方案。

表1绘真医学结直肠癌8基因系列产品
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表2 绘真医学胃食管癌9基因系列产品
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参考文献:

1.结直肠癌及其他相关实体瘤微卫星不稳定性检测中国专家共识[J].中华肿瘤杂志,2019(10):734-735-736-737-738-739-740-741.

2.Georgiadis A, Durham JN, Keefer LA, et al. Noninvasive Detection of Microsatellite Instability and High Tumor Mutation Burden in Cancer Patients Treated with PD-1 Blockade. Clin Cancer Res. 2019;25(23):7024-7034. doi:10.1158/1078-0432.CCR-19-1372.

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