何為NGS?它面臨著哪些問題?
NGS已經(jīng)成為一個(gè)研究平臺(tái)，雖然在科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域迅速獲得認(rèn)可，但就管理和實(shí)踐層面，仍面臨著許多障礙要跨越，包括相關(guān)規(guī)定，臨床方針(ASCO NCCN等)方面的合并，報(bào)銷，以及醫(yī)生和病人對(duì)它的認(rèn)知問題。
因此，如果個(gè)性化腫瘤學(xué)的潛力被意識(shí)到，NGS技術(shù)被診所完全接受，利益相關(guān)團(tuán)體就必須建立一個(gè)共同承諾，最近在山景城舉行的個(gè)性化醫(yī)療世界會(huì)議上，部分發(fā)言人提出了此觀點(diǎn)。
發(fā)言人之一John Leite是Illumina公司腫瘤市場(chǎng)開發(fā)和產(chǎn)品管理副總裁。Leite博士強(qiáng)調(diào)：需要同所有腫瘤團(tuán)體的利益相關(guān)者達(dá)成一些共識(shí)，如什么樣的產(chǎn)品最符合市場(chǎng)需求，開發(fā)這些臨床應(yīng)用產(chǎn)品所需的資料支持，以及醫(yī)生和病人的訴求等等。這些利益相關(guān)者包括監(jiān)管機(jī)構(gòu)，宣傳組，購買者和科學(xué)家。
“對(duì)許多利益相關(guān)者而言，要他們采用NGS的解決方案，就需要臨床數(shù)據(jù)來證明這些方案的價(jià)值，” Leite博士補(bǔ)充說。 “如果要評(píng)估病人治療結(jié)果的改變，臨床試驗(yàn)將是最優(yōu)的臨床數(shù)據(jù)的生成機(jī)制?！?/P>
何為液體活檢?為何要選擇液體活檢?
Mark Erlander博士說：“一個(gè)成長中的腫瘤會(huì)不斷釋放壞死的細(xì)胞，噴灑它的基因物質(zhì)，它們會(huì)進(jìn)入血液和尿液，因而 我們使用精密癌癥患者監(jiān)控平臺(tái)(PCM)，即利用尿液進(jìn)行非侵入式的癌癥檢測(cè)，監(jiān)測(cè)式的液體活檢。”
“DNA正在極度退化中。中等長度的DNA在等離子體中約為145 - 150 bp，在尿液中約為75 – 100bp。 即便你擁有DNA樣本序列是支離破碎的也沒有關(guān)系，只要它還存在，就可以通過NGS進(jìn)行檢測(cè)。 我們的突變等位基因濃縮技術(shù)可抑制野生型等位基因的放大，從而致使突變序列擴(kuò)增，把絕大多數(shù)的野生型基因變成完全的突變序列。”
驅(qū)動(dòng)突變可預(yù)測(cè)患者是否會(huì)對(duì)特定的治療做出反應(yīng)。Erlander博士提到：“我們關(guān)注疾病的第四階段的，因?yàn)檫@階段是分子靶向藥物首次進(jìn)行大規(guī)模人群實(shí)驗(yàn)，這也是對(duì)病人而言最可怕的事情。 ”變異監(jiān)測(cè)可以確定病人實(shí)際的反應(yīng)。
在在一個(gè)前瞻性雙盲實(shí)驗(yàn)中，PCM從組織細(xì)胞疾病患者身上探測(cè)到了BRAFV600E突變，收集到的數(shù)據(jù)包括測(cè)對(duì)BRAF抑制劑和抗治療突變的反應(yīng)。當(dāng)細(xì)胞組織切片的腫瘤含量低并含有高基質(zhì)污染的時(shí)候，通常檢測(cè)較為困難，此時(shí)液體活檢的潛力也就凸顯出來了。
為什么ctDNA如此火熱?
Erlander博士認(rèn)為，循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)成為長期研究的熱點(diǎn)有兩個(gè)關(guān)鍵原因：一是ctDNA可以通過非侵入性測(cè)試被檢測(cè)。 二是癌癥的復(fù)雜多變性，癌癥細(xì)胞會(huì)不斷增殖克隆，但有一個(gè)問題，當(dāng)血液尿液提供的掃描影響顯示癌癥患者已經(jīng)開始擴(kuò)散的時(shí)候，你會(huì)選擇哪一種活檢?
Erlander博士還表示：“最近，Illumina公司的解決方案被應(yīng)用于腫瘤學(xué)ctDNA分析領(lǐng)域，十分令人興奮。循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)，除了可以作為分子標(biāo)志物以外，重復(fù)進(jìn)行ctDNA試驗(yàn)還可以用于檢測(cè)治療效果，闡明耐藥性產(chǎn)生的機(jī)制，確定進(jìn)一步治療方案。循環(huán)腫瘤DNA為診斷試驗(yàn)提供了可靠的材料，從而彌補(bǔ)了組織缺少的不足。ctDNA分析的敏感性和精確度很高，足以進(jìn)行腫瘤負(fù)荷的監(jiān)測(cè)，包括微小殘留病灶和抵抗性產(chǎn)生機(jī)制的鑒定，監(jiān)測(cè)新生的疾病和新抗治療突變。”
賽默飛世爾腫瘤學(xué)業(yè)務(wù)副總裁、總經(jīng)理Mike Nolan表示，他們的公司負(fù)責(zé)分銷Cynvenio Biosystems公司的用于血流中腫瘤標(biāo)志物基因組分析的液態(tài)切片(LiquidBiopsy)。他認(rèn)為賽默飛的Ion Torrent測(cè)序平臺(tái)可補(bǔ)充PGM工作流程，僅用一小管血液便可分析游離DNA和血液循環(huán)腫瘤細(xì)胞，從而為客戶提供一個(gè)基因組樣品數(shù)據(jù)的解決方案。
免疫組庫測(cè)序技術(shù)
適應(yīng)生物技術(shù)血液學(xué)產(chǎn)品的高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Tom Willis博士說：“我們免疫組庫測(cè)序技術(shù)NGS平臺(tái)能夠適用于所有的T 細(xì)胞和B細(xì)胞癌癥，不管包含什么樣的致瘤突變。該平臺(tái)覆蓋面很廣泛，因?yàn)樗槍?duì)的是癌細(xì)胞的免疫細(xì)胞受體，而不是癌癥突變本身?！?/P>
免疫組庫測(cè)序(Immune Repertoire sequencing(IR-SEQ))是以 T/B 淋巴細(xì)胞為研究目標(biāo)，以多重PCR或5’RACE技術(shù)目的擴(kuò)增決定B細(xì)胞受體(BCR)或T細(xì)胞受體(TCR)多樣性的互補(bǔ)決定區(qū)(CDR區(qū))，再結(jié)合高通量測(cè)序技術(shù)，全面評(píng)估免疫系統(tǒng)的多樣性，深入挖掘免疫組庫與疾病的關(guān)系。
“我們依賴于免疫細(xì)胞，包括致癌的免疫細(xì)胞，這些所謂的免疫細(xì)胞受體序列對(duì)每個(gè)正常T細(xì)胞或B細(xì)胞而言本質(zhì)上是獨(dú)特的，” Tom Willis繼續(xù)說道， “腫瘤由T細(xì)胞或B細(xì)胞的克隆擴(kuò)張組成，并且很有可能在你排列材料的時(shí)候，它已經(jīng)開始癌細(xì)胞的超高頻克隆?！?/P>
ClonoSIGHT是實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的監(jiān)控最小殘余疾病(MRD)的測(cè)試程序，一個(gè)預(yù)處理樣品，典型的病理學(xué)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)本，通常用于識(shí)別超高頻克隆的序列，然后用那些序列數(shù)據(jù)是來跟蹤治療后的低頻克隆，探測(cè)血液或骨髓中的MRD。
Tom Willis博士指出：“這種方法的好處之一是這些序列的獨(dú)特性，經(jīng)鑒定它們長約100 bp，因此，即使新的突變出現(xiàn)，正如經(jīng)常發(fā)生的那樣，這個(gè)方法也能很快識(shí)別新的序列并且跟蹤它。”
重點(diǎn)癌癥中心和制藥公司用ClonoSIGHT進(jìn)行臨床試驗(yàn)。 “它顯然要比流式細(xì)胞術(shù)更敏感，它可以用于更多種類的標(biāo)本，” Tom Willis補(bǔ)充道。
關(guān)于Adaptive收購Sequenta
最近Adaptive公司收購Sequenta讓整個(gè)行業(yè)很興奮。合并后公司表示，此舉預(yù)計(jì)將加速新型免疫測(cè)序產(chǎn)品的使用，進(jìn)一步發(fā)展對(duì)感染性疾病、自身免疫性疾病和癌癥進(jìn)行診斷和治療。
Adaptive和Sequenta兩家公司，均在免疫研究領(lǐng)域有著一定的影響力。并且，兩家公司進(jìn)行的檢測(cè)都不需要長期支付昂貴的檢測(cè)費(fèi)用，也無需保險(xiǎn)公司支付數(shù)百美元的保險(xiǎn)費(fèi)。從長遠(yuǎn)來看，兩家合并后能惠及數(shù)百萬計(jì)的傳染病患者、自身免疫性疾病患者以及腫瘤患者。兩公司的技術(shù)服務(wù)將有助于疾病的早期診斷和療效監(jiān)測(cè)。
大數(shù)據(jù)管理的優(yōu)勢(shì)
NGS的特點(diǎn)之一是大數(shù)據(jù)的生成，大數(shù)據(jù)是一個(gè)流行詞，指的是大型、復(fù)雜的，難處理的數(shù)據(jù)組。 NGS和大數(shù)據(jù)齊頭并進(jìn)，傳統(tǒng)的基因組學(xué)計(jì)算設(shè)施已經(jīng)跟不上pb級(jí)別的序列數(shù)據(jù)?；虼髷?shù)據(jù)
GenoLogics的CEO Michael Ball說：“清晰實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)(LIMS)是一種確保實(shí)驗(yàn)室高效順暢運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施， NGS的樣品制備過程非常復(fù)雜，引入NGS到臨床實(shí)驗(yàn)室?guī)淼闹匾魬?zhàn)包括會(huì)議監(jiān)管需求CLIA，CAP和美國的HIPAA和國際ISO， LIMS通過工作流的強(qiáng)制執(zhí)行，陽性樣品的跟蹤和數(shù)據(jù)安全可以滿足這些需求，它告訴你病人樣本的一切信息——從它進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開始它發(fā)生了什么，它是如何處理的。 LIMS還可以確保樣品絕不會(huì)和實(shí)驗(yàn)室的其他任何東西混合?！?/P>
Ball稱：“我們還可以把我們軟件中的每個(gè)步驟都實(shí)現(xiàn)虛擬自動(dòng)化。 例如，我們可以設(shè)計(jì)搬運(yùn)液體的機(jī)器人取締人工交涉，從而減少潛在錯(cuò)誤。我們的獨(dú)特功能之一是構(gòu)建同時(shí)滿足研究和臨床需求的軟件系統(tǒng)，這是至關(guān)重要的，因?yàn)槭聦?shí)上幾乎NGS的臨床實(shí)驗(yàn)都包含研究的部分，并且跟蹤需求是非常困難的?！崩?，研究和臨床環(huán)境分別強(qiáng)調(diào)的是靈活性和法規(guī)遵從性。
“NGS大數(shù)據(jù)的一部分問題是組織管理，確保你不會(huì)失去任何東西，并且知道關(guān)于樣本的所有細(xì)節(jié)——每個(gè)序文件，每個(gè)序列分析，”Ball繼續(xù)說，“顯然我們的LIMS軟件提供了這樣的接口讓你知悉一切的進(jìn)展。一些客戶要求我們的LIMS實(shí)現(xiàn)云計(jì)算，提供了一個(gè)可伸縮的方式來增加存儲(chǔ)容量。 在云中，很容易便可訪問到大量的計(jì)算資源?！?/P>
Willis博士對(duì)Adaptive的臨床做了描述，對(duì)大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略做了研究，結(jié)果如下：“大數(shù)據(jù)在免疫組庫測(cè)序臨床方面的問題已經(jīng)在我們的軟件管道中解決了。 我們構(gòu)建的完整的解決方案，可以讓患者樣本在生成和處理序列數(shù)據(jù)的過程中去到任何地方，針對(duì)醫(yī)生MRD形式的報(bào)告進(jìn)行強(qiáng)有力的臨床回答?！?/P>
“我們的免疫組庫測(cè)序分析儀是一種強(qiáng)大而直觀的云計(jì)算軟件，使他們能夠以多樣的方式訪問、處理以及分享他們的原始大數(shù)據(jù)?！?/P>
Mike Pellini醫(yī)學(xué)博士，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的總裁兼首席執(zhí)行官表示，他的公司利用的是FoundationCore，一個(gè)包含35000多名病人的病例的標(biāo)準(zhǔn)化綜合資料的數(shù)據(jù)庫。大數(shù)據(jù)把細(xì)胞按照FoundationOne和FoundationOne血紅素綜合基因組分析NGS測(cè)試來分類，然后檢測(cè)病人的實(shí)體腫瘤和血癌的分子驅(qū)動(dòng)。
公司的互動(dòng)癌癥探測(cè)門戶ICE2，旨在使醫(yī)生能夠利用基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)測(cè)試來提高病人護(hù)理的效率，從而加強(qiáng)全面基因組分析的實(shí)用性， ICE2利用FoundationCore在 PatientMatch™中起著重要作用，它增加了測(cè)試的可控訴情形。 使用PatientMatch，醫(yī)生可以聯(lián)系其他用相似的基因/腫瘤資料來治療患者的醫(yī)生一同分享治療方法和結(jié)果信息。
商業(yè)伙伴關(guān)系
Mike Nolan表示，癌癥是一個(gè)勁敵，然而通過合作伙伴模式可以共同進(jìn)步，我們可以開發(fā)更好的解決方案，加快他們運(yùn)送到社區(qū)的速度，包括患者、護(hù)理提供者和研究人員，NGS計(jì)劃的力量是很明顯的，離子激流技術(shù)生成的成千上萬的結(jié)果都是最好的證明。
我們與葛蘭素史克和輝瑞的合作將推動(dòng)NGS腫瘤學(xué)測(cè)試通過監(jiān)管當(dāng)局向前發(fā)展，進(jìn)入本地交付醫(yī)療網(wǎng)絡(luò)，大約80%的癌癥患者在那里進(jìn)行治療。第一個(gè)測(cè)試將在我們的離子PGM DX平臺(tái)上開發(fā)使用離子AmpliSeq放大技術(shù)，它將合并我們從Oncomine研究小組選定的內(nèi)容，其中包括超過100個(gè)癌癥基因的同步檢測(cè)單核苷酸變異，插入或缺失，拷貝數(shù)變異，和基因融合。
