Nature子刊：测序循环肿瘤细胞的外显子组

科学家们首次对循环肿瘤细胞（CTC）进行了单细胞外显子组测序，这样的技术可以帮助人们追踪肿瘤的演化、引导对肿瘤的治疗、监控肿瘤的复发。

　　

生物通报道：科学家们首次对循环肿瘤细胞（CTC）进行了单细胞外显子组测序，帮助人们追踪肿瘤的演化、引导对肿瘤的治疗、监控肿瘤的复发。

前列腺肿瘤很容易转移到骨组织，而这样的转移很难用传统方法进行检测。这个问题大大影响了医生们对癌症的监控和治疗。现在一项新研究指出，只需要简单抽血就可以解决这个问题，监控肿瘤的演化和转移。

Broad研究所的科学家们在Nature Biotechnology杂志上发表文章，描述了一个模块化的新技术平台。该平台可以收集前列腺癌患者血液中的循环肿瘤细胞（CTC），并对其进行外显子组测序和分析。这一技术可以揭示高度可信的单核苷酸突变，帮助人们追踪肿瘤的演化、引导对肿瘤的治疗、监控肿瘤的复发，

上述一平台由几个部分组成，首先研究人员使用Illumina的MagSweeper技术，从患者血液中富集EpCAM阳性的细胞，EpCAM是促进肿瘤形成的蛋白。然后，研究人员通过自己开发的方法，将这些细胞一一分配到小孔中，并通过成像技术检测特定标记的表达。最后他们收集符合要求的细胞，进行细胞裂解，全基因组扩增和文库制备。

研究人员先对文库进行低覆盖度测序，以评估基因组的质量。然后他们再对符合要求的进行高覆盖度的外显子组测序。由于之前还没有完成过单个CTC的外显子组测序，研究团队采用了“census”方案来检出序列突变。如果在同一个体的三个CTC文库中都出现了特定突变，这一突变就被认为是真实可信的。

“将许多细胞结合起来，就可以获得精确的目标序列（超过99.995%），”Boehm说。

研究团队通过上述方案，研究了患者CTC与原发瘤和转移瘤之间的关联。研究显示，在CTC中鉴定到的73个变异中，有51个也出现在原发瘤或转移瘤。（延伸阅读：华人学者解决癌转移十年争议）

这样的数据可以为人们展示肿瘤的演化、CTC的来源、以及药物治疗的效果，Love说。通过验血监控CTC基因组，可以揭示抗性指标的出现，以及肿瘤复发的风险。人们也可能在监控时发现可以用药物控制的突变，为医生们提供新的治疗途径。

据Boehm介绍，这种平台的模块化设计意味着，理论上只需要简单改变某个模块就可以将其应用于任何类型的肿瘤。举例来说，可以根据不同的指标修改富集策略。“模块化和灵活性使这一平台有着广阔的应用前景。”

麻省总医院的Daniel Haber强调，通过血样对治疗效果、肿瘤复发和抗性进行监控，能够为多种癌症的提供帮助。此外“将这项研究中的技术应用到EpCAM阴性CTC，将是很有意思的尝试”他说。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

Whole-exome sequencing of circulating tumor cells provides a window into metastatic prostate cancer

Comprehensive analyses of cancer genomes promise to inform prognoses and precise cancer treatments. A major barrier, however, is inaccessibility of metastatic tissue. A potential solution is to characterize circulating tumor cells (CTCs), but this requires overcoming the challenges of isolating rare cells and sequencing low-input material. Here we report an integrated process to isolate, qualify and sequence whole exomes of CTCs with high fidelity using a census-based sequencing strategy. Power calculations suggest that mapping of >99.995% of the standard exome is possible in CTCs. We validated our process in two patients with prostate cancer, including one for whom we sequenced CTCs, a lymph node metastasis and nine cores of the primary tumor. Fifty-one of 73 CTC mutations (70%) were present in matched tissue. Moreover, we identified 10 early trunk and 56 metastatic trunk mutations in the non-CTC tumor samples and found 90% and 73% of these mutations, respectively, in CTC exomes. This study establishes a foundation for CTC genomics in the clinic.