荷蘭烏得勒支大學，荷蘭鹿特丹伊拉斯謨癌癥研究院，荷蘭癌癥研究院等科學家團隊在《Genome Medicine》（2021年影響因子11.117）雜志上發表文章“Optimizing Nanopore sequencing-based detection of structural variants enables individualized circulating tumor DNA-based disease monitoring in cancer patients”，提供了一種即時的、高靈敏的個體化疾病監測解決方案，基于癌癥基因組三代測序技術實現潛在SV標志物篩選，隨后通過naica^®微滴芯片數字PCR系統絕對定量檢測轉移性前列腺癌患者血漿中ctDNA（循環腫瘤DNA）的SV標志物，并實現持續監測。通過實時監控SV的變化，來評價腫瘤治療的動態反應。
 

通過四個病例的特異性SV的數字PCR監測，表明SV動態變化與已有的腫瘤治療反應標志物如PSA具相關性并能更早發現復發。
 

應用亮點

1.naica^®微滴芯片數字PCR系統能夠用于血漿ctDNA中的特異性SV生物標志物的檢測。

2. naica^®微滴芯片數字PCR系統三色熒光通道同時檢測SV結構變異，上游野生型和下游野生型三個靶標位點。

3.naica^®微滴芯片數字PCR絕對定量患者SV標志物，適用于腫瘤治療反應監測，更早提示復發。

三通道數字PCR絕對定量檢測血漿cfDNA中腫瘤特異性SV實驗設計
 

A、血漿cfDNA中腫瘤特異性SV的數字PCR絕對定量檢測路線。

B、三通道數字PCR的引物和探針設計檢測。野生型上游和野生型下游等位基因與變異等位基因。設計了三個標記不同熒光染料的探針，特異性檢測變異等位基因或野生型上游和下游等位基因。

循環腫瘤DNA

循環腫瘤DNA（ctDNA）：腫瘤細胞釋放入血的游離DNA（cfDNA），大小約為160-180 bp。與正常的游離DNA（cfDNA）相比，ctDNA的不同之處在于攜帶腫瘤特異性的遺傳學改變（SNV,CNV,Indel,SV），約占0.1-1%，ctDNA已被證明與腫瘤負荷呈正線性相關性。有多例病例報道，ctDNA在臨床癥狀出現前幾個月發現癌癥復發，通過ctDNA的液體活檢，有望監控腫瘤負荷，確定療效和耐藥性，檢測微小殘留病，并了解腫瘤異質性和克隆進化。
 

結果與結論

利用naica^®微滴芯片數字PCR系統進行4例前列腺癌患者兩個時間點，即基線期和進展期時，血漿cfDNA中兩個腫瘤特異性結構變異位點SV-A和SV-B的檢測，VAF變異等位基因頻率如圖C，每mL血漿中變異等位基因拷貝數如圖D。
 

C、顯示四例前列腺癌患者血漿ctDNA中SV-A和SV-B的VAF變異等位基因頻率。

D、顯示四例前列腺癌患者每毫升血漿中SV-A和SV-B變異等位基因拷貝數。
 

監測4名前列腺癌患者的血漿ctDNA中特異性SV變異水平，每個患者有兩個SV，并與PSA和ALP等臨床生物標志物進行比較。患者Pros1和Pros5的SV-A和SV-B的VAF監測結果顯示與腫瘤負荷相關，患者Pros1和Pros4比PSA更早地提示疾病的進展。下圖為患者Pros1血漿ctDNA中的SV持續監測結果。
 

E、患者Pros1兩種SV的VAF、治療、實驗室指標（前列腺特異性膜抗原（PSA）、堿性磷酸酶（ALP））和臨床疾病進展（PD）。

* Cabazitaxel：卡巴他賽，是一種紫杉烷類化療藥物，主要用于治療激素難治性轉移性前列腺癌。

展望

作者在文中表明：臨床醫生非常清楚癌癥治療方案動態監測的重要性，但缺乏即時監測腫瘤治療反應的有效工具，因此盡管醫生能夠及時發現了病情變化并做出反應，但卻為時已晚。本文提出了一種克服這些限制因素的新方法，并為即時個性化疾病監測提供解決方案。每個患者持續監測了兩個SV，結果表明使用SV量化ctDNA以監測治療反應具備潛在臨床效用。這種方法可以提高疾病監測的敏感性，使其滿足更智能治療方法的要求。

更多詳情查看原文：DOI:10.1186/s13073-021-00899-7

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Genome Medicine影響因子：

影響因子查詢網址：https://www.iikx.com/sci/biology/18358.html