白血病样本的综合常规分析

Mutation in a string of bases

白血病样本的综合常规分析

与目前需要数天甚至数周才能完成的基因融合检测方法相比,如实时PCR和荧光原位杂交(FISH),纳米孔技术具有快速测序和实时生成数据的优势。为了快速检测和鉴定各种致癌融合事件,包括BCR-ABL1融合(几乎存在于所有慢性骨髓白血病[CML]患者中),Jeck等人基于改进的锚定多重PCR(AMP)方法,开发了用于文库构建的工作流1。使用针对BCR外显子1和2的基因特异性引物,在K562细胞系中进行概念实验的初步验证,并用MinION进行测序,证明了该技术精确解析BCR-ABL1融合位点的能力(图1)。此外,实时分析在仅5分钟内便准确检测到了融合,且在5秒内读取到了第一条融合序列。

图 1 使用锚定多重PCR(AMP)技术进行MinION测序的文库构建方法。改编自Jeck 等人2

基于这些结果的前景,Jeck等人将扩展后的基于AMP的检测方法应用到了一些血液系统恶性肿瘤样本中,靶向一系列的致癌融合。检测到各种融合事件包括PML-RARA——急性早幼粒细胞白血病的标志。即使是在1:10稀释的临床研究样本中,对这种关键融合的敏感度也为100%。使用新的测序芯片对四个样本进行混样建库测序,在开始测序后6小时内便检测到了所有融合。

将该检测方法应用于先前鉴定过的来自于福尔马林固定、石蜡包埋(FFPE)的肉瘤标本文库,检测了出一系列具有高特异性的基因融合,证明FFPE标本的片段化和DNA质量较低的问题并未阻碍纳米孔测序进行准确的融合检测。此外,MinION读长定位至给定融合的比例高于传统的短读长测序技术中所观察到的,仅有的一例例外中,作者认为这可能是由于序列长度更长。作者得出结论:

“……纳米孔测序作为广泛的融合检测平台,具有广阔的应用前景”1

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采用略为不同的方法,Cumbo等人采用FISH技术后进行长片段模板混样PCR,并使用Sanger测序,与之和纳米孔测序进行比较,来分析BCR ABL1 DNA融合3。在BCR区域测序深度为400X时,研究小组观察到,纳米孔测序和Sanger测序结果在研究的所有CML样本中存在一致性,并指出

“……非常低的成本、易用性,以及读长长度(数百kb),使MinION成为靶向测序的理想工具”3

来自西雅图Fred Hutchinson癌症研究中心的研究人员计划开发一种能够检测和分析FMS样酪氨酸激酶3 (FLT3) 突变的单一方法。这是一种酪氨酸激酶受体,参与造血细胞的增殖、分化和凋亡4。FLT3的复制与侵袭性急性髓细胞白血病(AML)有关。快速的工作流和纳米孔测序提供的实时数据获取比传统测序技术具有明显的优势。研究人员设计了一种RNA扩增子测序分析方法,可以产生2400bp的产物,覆盖FLT3中明确的热点区域。MinION测序可以快速获取全长读长,从而可以可靠地检测内部串联重复突变4

本研究案例来源于临床研究白皮书

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References

1. Jeck, W.R. et al. A nanopore sequencing–based assay for rapid detection of gene fusions. J Mol Diagn. S1525-1578(17)30630-X (2018).

2. Jeck, W.R. Nanopore sequencing and rapid fusion testing – a ‘killer app’ in molecular pathology. Presentation. Available at: https://nanoporetech.com/resource-centre/william-jeck-nanopore-sequencing-and-rapid-fusion-testing-killer-app-molecular [Accessed: 11 February 2019]

3. Cumbo, C. et al. Genomic BCR-ABL1 breakpoint characterization by a multi-strategy approach for “personalized monitoring” of residual disease in chronic myeloid leukemia patients. Oncotarget. 9(13):10978-10986 (2018).

4. Yeung, C. and Sala-Torra, O. Clinical applications for real-time sequencing in leukaemia. Presentation. Available at: https://nanoporetech.com/resource-centre/direct-rna-cdna-sequencing-human-transcriptome. [Accessed: 07 February 2019]