有效地检测血液样本的罕见突变

下一代基因测序(上天)技术——这同时数以百万计的DNA分子分别分析——从理论上提供了研究者和临床医生的能力动物识别突变血液中。确定这样的突变使癌症的早期诊断和治疗决策提供信息。约翰霍普金斯Kimmel癌症中心研究人员开发出一种新技术来克服低效率和高错误率普遍下一代测序技术,以前限制了它们的临床应用。

为这些测序错误纠正,研究小组从路德维希中心和约翰霍普金斯Kimmel癌症中心lustgarte实验室开发SaferSeqS(安全测序系统),广泛使用的主要改进技术基于先前的技术称为SafeSeqS(安全测序系统),霍普金斯调查十年前发明的。新的SaferSeqS技术检测血液中罕见突变以高效的方式,减少了错误率血液中的常用技术评估突变超过100倍。

他们的研究结果在《自然生物技术》5月3日报道。

临床样本的突变的存在可能是一个早期信号,一个人患了癌症,研究报告的主要作者和医学博士/博士说道。候选人约书亚·科恩。癌症是一种基因疾病,由癌基因和肿瘤抑制基因。一小部分癌细胞DNA到血液中,让其突变通过血液样本被检测到。血液检测这样的突变,而通过手术活检的癌组织被称为“液体活检。“这种blood-based测试有可能检测癌症在早期阶段,当它可以放在缓解手术和/或化疗。科恩解释说,面临的挑战是,绝大多数的DNA存在于血液样本由非癌症细胞脱落,而且只有一小部分来源于肿瘤的DNA。在相对早期癌症患者,10毫升血液样本将只包含少量的突变的分子。

“检测癌症当他们有最好的机会被治愈需要检测方法,将癌症信号出现在极低频率,”Cohen说。“这些突变检测的技术挑战是类似于发现海里捞针。”

SaferSeqS研究人员解决这一挑战,通过有效地标记每一个原始的两条链分子存在于一个人的血液与一个唯一的条码。它需要新的生化方法以高效的方式这样做的一小部分退化的DNA分子通常出现在血液中。调查人员使用的结构冗余双链DNA分子区分真正的突变和错误,一个名为双测序的方法。如果两股DNA分子包含相同的突变,它更有可能是一个真正的变异,而不是一个错误。

“SaferSeqS与众不同的是多数人的有效标记两股DNA分子在血液中循环,低错误率两股通过分析这些DNA分子,和感兴趣的分子的方式丰富测序之前。完全,这些进步背后的力量新技术,”Cohen说。

“每个分子是神圣的,因为它有可能成为我们寻找的突变,”Cohen说。“因为分子的绝对数量很低,技术必须高效地捕获每个分子敏感识别突变。”

检测的特异性和灵敏度SaferSeqS在临床相关的环境中,研究人员比较了样品从CancerSEEK测试以前的结果,一个血液测试屏幕8常见的癌症类型,由同一研究团队开发和报道(科学,2018)。

研究人员重新审视74癌症患者的血液样本,假阴性结果-察觉突变在2018使用SafeSeqS CancerSEEK研究。描述SaferSeqS在最新研究中,研究人员重新评估这些血样。使用SaferSeqS,他们观察到显著提高灵敏度,发现先前察觉变异在68%的样品测试。

“SaferSeqS战略提供高度可靠技术特异性,这意味着一个更好的方法来为患者提供临床有意义的结果相对早期,小肿瘤,”Cohen说。

一起把这些结果,研究人员得出结论,SaferSeqS高度敏感和具体检测极其罕见的癌症相关的突变,可能是高效和成本有效的临床使用,并减少现有mutation-detection方法的错误率超过100倍。

他们说,下一步是验证结果和证明的临床实用性技术前瞻性临床试验。

研究人员说SaferSeqS将成为未来CancerSEEK底层平台的研究。

参考:科恩JD, Douville C,达德利JC, et al。检测低频有针对性的测序DNA变异的沃森和克里克链。生物科技Nat》。2021:1-8。doi:10.1038 / s41587 - 021 - 00900 - z

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