最佳基因组图谱提供了高分辨率的方法来更好地观察和定位致癌基因变异

研究人员报告说，这项技术能够前所未有地、高分辨率地寻找我们基因中已知导致癌症的所有结构变异，其效果超过了目前用于白血病等常见血癌的标准测试。

　　

   

   

图片:Ravindra Kolhe博士    

来源:奥古斯塔大学

研究人员报告称，这项技术能够前所未有地、高分辨率地寻找我们已知导致癌症的基因中的所有结构变异，其效果超过了目前用于白血病等常见血癌的标准测试。

它被称为光学基因组图谱(OGM)，是一种长期使用的研究工具，现在正进入医疗保健领域。

现在，第一项精确标准化如何对各种血癌患者使用OGM的研究表明，它可以复制现有测试的结果，对这些测试识别的变异提供更好的见解，并找到更多的变异，这些信息应该会改善患者的结果。

奥古斯塔大学乔治亚医学院的分子病理学家和病理学系临时主任、医学博士Ravindra Kolhe说:“这是第一个试图将我们使用OGM对患者进行血液恶性肿瘤结构变化调查的方法标准化的研究。”

“底线是，通过使用这样的技术，我们将能够做出更好、更具体的诊断，更好地对癌症进行分类，根据这种分类给出更好的预后，并实现更好的治疗选择。

这些发现证明了OGM作为诊断血癌或血液恶性肿瘤的一线测试的潜力。研究人员说，通常情况下，目前的三种测试中有一种以上是在一个病人身上进行的，OGM可能会消除对多种测试的需要。

OGM可以直接观察DNA，顾名思义，它提供了比传统的、常用的核型分析近2万倍的视角。核型分析是用来分析血癌的技术之一，它可以发现染色体异常。其他包括染色体微阵列，它以比核型分析更高的分辨率寻找基因缺失或重复，但远不及OGM;还有荧光原位杂交(FISH)，它也直接观察DNA，但比OGM的规模小得多，分辨率也低得多。

一个关键问题是这些技术的分辨率相对较低，Kolhe将其比作用肉眼看天空。

“这就是所谓的全基因组图谱，这看起来是全基因组的结构变异。”

DNA是构成我们的遗传物质的基本单位，基因是DNA的片段，DNA携带在染色体中，染色体存在于我们的细胞中。首先表明癌症存在的是患者的症状和随后对血液细胞的检查。但这些细胞中基因的结构变异是癌症的主要原因，可以告诉你具体的癌症类型和阶段。

结构变异可以改变基因的正常功能，使其变成一种致癌机制，包括一个基因的复制或缺失，以及两个基因在易位过程中交换位置，例如，易位过程可能会使基因更活跃。基因甚至会“脱落”，如果其中一个基因是像p53基因这样的天然肿瘤抑制基因，这就会产生问题。

Kolhe指出，多年来，他在研究低分辨率技术(如核型分析)的发现时感到沮丧，这些技术阻止了对特定结构变异的识别。

举个例子，在今天的标准技术下，病理学家有一个类别叫做“核型正常白血病”，他说，这是一个真正的矛盾修饰法，因为很明显有一种或多种异常导致了癌症，但病理学家找不到它们，也/或看不清楚它们。

Kolhe和MCG、埃默里大学病理学系以及圣地亚哥Bionano基因组公司的同事们(开发了一种名为Saphyr的OGM系统)决定研究如何将OGM的使用标准化，分析广泛的血癌，并看看它的发现如何与现有的方法相比较。

他们研究了59份血液、分离细胞、淋巴结和骨髓样本，其中一些样本进行了多次验证。这些患者患有各种常见的血癌，如慢性淋巴细胞白血病和淋巴瘤，并有10个来自非癌症个体的对照样本。对每位患者的样本进行了一项或多项标准检测，其中10份白血病样本经核型划分为正常，45份为简单病例，这意味着发现的结构变异少于4种，14份为复杂病例，有4种或更多变异。

作为OGM发现的例子，它证实了传统方法发现的164个变体中的所有变体，只有两个除外。但在10例经核型鉴定为正常的白血病样本中，OGM检测到40%的白血病细胞存在结构变异。在被FISH和核型分类为简单的样本中，有7个被发现有4个或更多的畸变，这将把癌症归类为复杂癌症。根据FISH检测，7个样本中有5个被分类为简单样本，显示出4个或更多的OGM畸变，OGM能够进一步勾画出这两组中的一些个体变异。例如，在慢性淋巴细胞白血病中，OGM能够区分与癌症相关的常见缺失的微小变化，这些变化使预后从良好变为较差。它还能检测到106种新的基因融合。根据美国国家癌症研究所的说法，基因融合是指两个不同基因的部分结合产生一个新基因，这可能会导致某些癌症类型的发展。目前像FISH这样的技术并不擅长识别新的基因融合。

Kolhe指出，使用OGM至少会使20%的患者的恶性肿瘤分类发生改变，比如从低风险到轻度风险，这将对治疗选择产生影响。他指出，为了充分利用当今数量空前的靶向治疗方案，需要这些更精细的诊断。

“我们的第一个目标是用这项技术确认这些异常。最重要的是，我们发现光学基因组图谱增加了患者临床相关信息的实质性层面。”

为了精确地确定如何在患者身上使用OGM以获得一致、准确的结果，该技术的标准化是必要的。

其他研究人员也一直在探索OGM在急性淋巴细胞白血病等特定癌症和更大类型癌症中的潜力。

在欧洲和加拿大等地已经有了一些行动，从长期的方法，如FISH，转向OGM。Kolhe希望最新发表的关于如何为病人使用OGM的信息将有助于在这个国家做同样的事情。

Kolhe说，本月晚些时候，乔治亚州癌症中心将成为美国第一个使用OGM进行患者护理的中心。虽然许多中心没有OGM技术，但供应商可以立即将患者的细胞送到MCG的乔治亚秘密和分子实验室进行有效测试。

你可能天生就有结构变异，这是导致遗传疾病的原因，或者你也有可能通过吸烟或肥胖等环境暴露获得它们。

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Clinical Validation and Diagnostic Utility of Optical Genome Mapping for Enhanced Cytogenomic Analysis of Hematological Neoplasms