本文關(guān)鍵詞：臨床應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

　　一提起癌癥，人們往往談虎色變。的確，癌癥是全球發(fā)病和死亡的主要原因。據(jù)WHO統(tǒng)計(jì)，2012年有820萬(wàn)例癌癥相關(guān)的死亡。所幸，DNA測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展正在改變我們對(duì)癌癥的認(rèn)識(shí)，也在轉(zhuǎn)變癌癥的篩查、診斷和治療。

　　如今，新一代測(cè)序主要應(yīng)用在癌癥預(yù)防和治療中的哪些方面?美國(guó)罕見(jiàn)病基因組研究所的研究人員不久前在《Frontiers in Genetics》雜志上進(jìn)行了詳細(xì)介紹。在這篇文章中，他們回顧了新一代測(cè)序近期的科研和臨床應(yīng)用，同時(shí)，他們強(qiáng)調(diào)了100%基因組測(cè)序的重要性，也就是測(cè)序高度重復(fù)的非編碼序列。

　　利用新一代測(cè)序(NGS)技術(shù)，人們已經(jīng)完成了多種癌癥的外顯子組測(cè)序和基因組測(cè)序，，并提出了癌癥分型的新標(biāo)準(zhǔn)。以乳腺癌為例，癌癥基因組圖譜(Cancer Genome Atlas)測(cè)序了510個(gè)乳腺癌外顯子組，將其分為四個(gè)亞型：luminal A、 luminal B、HER2-enriched和basal-like。

　　測(cè)序所產(chǎn)生的信息讓醫(yī)生能夠做出更好的診斷和治療決策。在過(guò)去，乳腺癌是通過(guò)乳腺X光檢查、體檢和組織學(xué)來(lái)診斷的。BRCA1、BRCA2及其他生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)讓遺傳學(xué)成為一個(gè)重要的考慮因素。

　　如今，一些市售的芯片型檢測(cè)能夠根據(jù)生物標(biāo)志物對(duì)乳腺癌進(jìn)行更準(zhǔn)確的分型。與診斷的改進(jìn)相對(duì)應(yīng)，癌癥相關(guān)基因的鑒定也促進(jìn)分子靶向療法的開(kāi)發(fā)，如赫賽汀，這是第一個(gè)特異針對(duì)HER2+乳腺癌的療法。

　　隨著NGS的成本接近1000美元，群體規(guī)模的基因組篩查也成為可能。一些研究人員用Illumina的HiSeq平臺(tái)來(lái)檢測(cè)腫瘤細(xì)胞系中的BRCA1、BRCA2和TP53。

　　在這些研究中，NGS分析鑒定出所有已知的變異，且敏感性和特異性高于傳染的診斷方法，證明了NGS作為診斷工具的有效性。同時(shí)，NGS生成的數(shù)據(jù)還允許基因相互作用的復(fù)雜分析。

　　目前，NGS在臨床診斷中的應(yīng)用可以分為三種方法：基因集合、全外顯子組測(cè)序(WES)和全基因組測(cè)序(WGS)。在這些方法中，基因集合的應(yīng)用時(shí)間最長(zhǎng)，目前美國(guó)有超過(guò)16個(gè)實(shí)驗(yàn)室用它來(lái)檢測(cè)遺傳性癌癥。

　　這些集合的診斷率在20-51%，與外顯子組或基因組方法相當(dāng)。利用外顯子組分析來(lái)診斷線粒體呼吸疾病和智力障礙，診斷率分別為60%和16%。其他基于外顯子組分析的診斷率約在25-30%。

　　基于基因組的診斷還相對(duì)較新，目前評(píng)估它的研究比較少。作者認(rèn)為，隨著我們對(duì)基因組的了解加深，診斷率將更高。

　　在治療方面，NGS發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)與癌癥相關(guān)的基因，勢(shì)必會(huì)揭開(kāi)新的治療靶點(diǎn)。如今，靶向治療已經(jīng)大大改變了許多癌癥的治療和管理。最著名的例子就是格列衛(wèi)(imatinib)，慢性粒細(xì)胞白血病的治療劑(BCR-ABL);

　　以及赫賽汀(trastuzumab)，針對(duì)HER2陽(yáng)性的乳腺癌。另一個(gè)有希望的靶向治療是對(duì)去勢(shì)難治性前列腺癌進(jìn)行信號(hào)指導(dǎo)的雄激素受體治療，這將讓腫瘤增殖通路失活并抑制癌癥發(fā)展。

　　由于循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)可被輕松獲取，測(cè)序ctDNA成為分析腫瘤負(fù)荷和治療效果的另一種有吸引力的方法。Murtaza等人測(cè)序了乳腺癌、肺癌和卵巢癌患者的ctDNA，以非侵入性的方法追蹤了腫瘤基因組中的突變。此外，Dawson等人還證明，ctDNA的敏感性超過(guò)了其他的循環(huán)標(biāo)志物。這些結(jié)果表明，ctDNA的NGS分析擁有篩查、診斷和臨床決策的巨大潛力。

　　當(dāng)然，研究人員和臨床醫(yī)生還面臨許多挑戰(zhàn)。隨著大量數(shù)據(jù)的生成，醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)需要新的策略來(lái)解釋數(shù)據(jù)。此外，由于醫(yī)療保健供應(yīng)商、生物醫(yī)藥行業(yè)、保險(xiǎn)公司以及學(xué)術(shù)研究之間存在著復(fù)雜的關(guān)系，測(cè)序普及的經(jīng)濟(jì)影響還不是很清楚。

　　最后作者還強(qiáng)調(diào)了100%基因組測(cè)序的重要性。研究表明，對(duì)非編碼區(qū)域的研究有助于我們了解腫瘤發(fā)生的過(guò)程。完整的基因組測(cè)序也能揭示癌癥中的表觀遺傳學(xué)改變，這在過(guò)去是無(wú)法獲得的。

　　新一代測(cè)序市場(chǎng)五年后有望達(dá)到100億美元

　　一提到新一代測(cè)序(NGS)，大家都覺(jué)得這個(gè)市場(chǎng)很大。究竟有多大?也許你無(wú)法回答。美國(guó)市場(chǎng)調(diào)查與咨詢公司MarketsandMarkets近日發(fā)布了一份分析報(bào)告，聚焦了新一代測(cè)序市場(chǎng)的平臺(tái)、服務(wù)和應(yīng)用。

　　這份報(bào)告指出，NGS市場(chǎng)規(guī)模有望從2016年的40.32億美元增長(zhǎng)到2021年的103.71億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率高達(dá)20.8%。報(bào)告分析了全球NGS市場(chǎng)的趨勢(shì)和主要推動(dòng)因素，以及機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

　　從2008年至今，新一代測(cè)序市場(chǎng)一直在快速發(fā)展，而這個(gè)勢(shì)頭仍將持續(xù)。報(bào)告認(rèn)為，NGS產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步、不斷增加的應(yīng)用、新參與者的加入，以及各公司之間越來(lái)越多的合作，都成為這個(gè)市場(chǎng)的推動(dòng)因素。此外，NGS也將更多地應(yīng)用于癌癥、罕見(jiàn)病、產(chǎn)前和新生兒疾病的診斷。

　　這份報(bào)告將NGS市場(chǎng)細(xì)分為測(cè)序前產(chǎn)品和服務(wù)、NGS平臺(tái)、耗材、測(cè)序服務(wù)和數(shù)據(jù)分析。目前，市場(chǎng)上的NGS平臺(tái)可細(xì)分為HiSeq系列、MiSeq系列、HiSeq X Ten & Five、NextSeq 500、Ion PGM、Ion Proton、Ion S5 & S5 XL、PacBio RS II和Sequel系統(tǒng)。根據(jù)應(yīng)用來(lái)分，測(cè)序服務(wù)市場(chǎng)可細(xì)分為靶向測(cè)序、全基因組測(cè)序、外顯子組測(cè)序、RNA-Seq、De novo測(cè)序、Methyl-seq和ChIP-Seq。

　　從技術(shù)上看，NGS市場(chǎng)也是百花齊放。目前主要有邊合成邊測(cè)序(SBS)、半導(dǎo)體測(cè)序、邊連接邊測(cè)序(SBL)、焦磷酸測(cè)序以及單分子實(shí)時(shí)(SMRT)測(cè)序技術(shù)。在2016年，SBS技術(shù)有望占領(lǐng)全球NGS市場(chǎng)的最大份額。

　　NGS的應(yīng)用也是越來(lái)越廣泛。如果說(shuō)之前的應(yīng)用還是以科研為主，現(xiàn)在的情況可不一樣。NGS已經(jīng)廣泛應(yīng)用在診斷、藥物開(kāi)發(fā)、生物標(biāo)志物開(kāi)發(fā)、個(gè)性化醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、法醫(yī)以及生物燃料研究中。診斷應(yīng)用有望在今年占據(jù)最大份額。不過(guò)，NGS市場(chǎng)的終端用戶還是以研究中心和科研/政府機(jī)構(gòu)居多。

　　全球NGS市場(chǎng)的主要供應(yīng)商包括Illumina(美國(guó))、賽默飛世爾科技(美國(guó))、Pacific Biosciences(美國(guó))、羅氏(瑞士)、QIAGEN(德國(guó))、華大基因(中國(guó))、Macrogen(韓國(guó))、Eurofins Scientific(盧森堡)以及Oxford Nanopore Technologies(英國(guó))。

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