研究小组将血液中的基因突变检测提升到了一个新的水平

下一代基因测序（NGS）技术 - 其中同时单独分析数百万DNA分子 - 理论上，从理性分析 - 研究人员和临床医生能够在血流中无侵入地识别突变的能力。鉴定这种突变使得能够早期诊断癌症，可以告知治疗决策。Johns Hopkins Kimmel Cancer Center研究人员已经开发出一种新技术，以克服预先限制其临床应用的下一代测序技术中常见的低效果和高误差率。

为了纠正这些测序错误，来自路德维希中心和约翰霍普金斯Kimmel癌症中心的Lustgarten实验室的研究团队开发了SaferSeqS(更安全的测序系统)，这是基于霍普金斯大学研究人员十年前发明的安全测序系统(SafeSeqS)的广泛应用技术的重大改进。新的SaferSeqS技术可以检测罕见的基因突变血以高效的方式降低常用技术的错误率，以评估血液中的突变超过100倍。

他们的调查结果据报道5月3日自然生物技术。

临床样本中突变的存在可能是一个人已经发展的早期指标癌症该研究的主要作者和医学博士说。候选人约书亚·科恩。癌症是一种由致癌基因和抑癌基因驱动的遗传性疾病。一小部分癌细胞将它们的DNA释放到血液中，从而使它们的突变被检测到血液样本。检测血液中的这种突变，而是通过癌组织的手术活组织检查称为“液体活组织检查”。这些基于血基的测试有可能在早期阶段检测癌症，当它可以通过手术和/或化学疗法进行缓解。Cohen解释的挑战是，血液样品中存在的绝大多数DNA由非癌细胞脱落，并且只有小部分DNA衍生自肿瘤。在患有相对早期癌症的患者中，10mL血液样品仅含有突变的少数分子。

“当他们拥有最佳机会时检测癌症需要一种检测方法，该方法将拾取以极低频率存在的癌症信号，”Cohen说。“这技术挑战检测这些突变就像是大海捞针。”

研究人员用SaferSeqS解决了这一挑战，他们用独特的条形码有效地标记了个体血液中每个原始分子的两条链。这需要新的生化方法来有效地利用血液中通常存在的少量降解DNA分子。研究人员利用双链DNA分子的结构冗余来区分真正的突变和错误，这种方法被称为双链测序。如果一个DNA分子的两条链含有相同的突变，那么这更有可能是真正的突变而不是错误。

“SaferSeqS的独特之处在于对血液中循环的大多数DNA分子的两条链进行高效标记，通过分析这些DNA分子的两条链实现低错误率，以及在测序前对感兴趣的分子进行富集的方式。总的来说，这些进步构成了新技术的力量。

科恩说:“每个分子都是神圣的，因为它有可能成为我们正在寻找的突变分子。”因为绝对的数量分子低，技术必须高效捕获每个分子，敏感地识别突变。”

为了测试SaferSeqS在临床相关环境中的特异性和敏感性，研究人员将这些样本与cancer seek测试的先前结果进行了比较。cancer seek测试是由同一研究团队开发并报告的一种单一血液测试，可筛查8种常见癌症类型(科学, 2018)。

在2018年使用SafeSeqS进行的CancerSEEK研究中，研究人员重新访问了74个有假阴性结果(无法检测的突变)的癌症患者的血液样本。在描述SaferSeqS的最新研究中，研究人员重新评估了这些血液样本。使用SaferSeqS，他们观察到敏感性的显著提高，在68%的检测样本中发现了以前无法检测到的突变。

“SaferSeqS策略提供了高度可靠的技术特异性，这转化为一种更好的方式，为相对早期和小肿瘤患者提供有临床意义的结果，”Cohen说。

综合这些结果，研究人员得出结论，SaferSeqS在检测极其罕见的癌症相关方面是高度敏感和特异性的突变，潜在的有效和成本效益临床使用，将现有突变检测方法的错误率降低100倍以上。

他们说，下一步是验证结果，并证明在预期临床试验中该技术的临床有用性。

研究人员称，Sufsereqs将成为未来坎卡克朗研究的潜在平台。

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