第二代測序技術在腫瘤治療中的應用

朱 琳

（中國人民解放軍第八六醫院，安徽 馬鞍山 243100）

第二代測序技術在腫瘤治療中的應用

朱 琳

（中國人民解放軍第八六醫院，安徽 馬鞍山 243100）

下一代測序（NGS）具有高通量、高靈敏度、高度自動化等優點，近些年在各種疾病的診斷和治療中引起重視。NGS的發展為腫瘤分子生物學的研究提供了新的思路。本文就下一代測序技術的特點、發展趨勢及其在腫瘤研究中的應用進行了綜述。

下一代測序（NGS）；腫瘤；精準醫療

伴隨著不斷發展的生物學技術，科學家對各種生物學現象和疾病例如種類的研究不再僅僅關注于單個基因或位點的作用，而全基因組的研究已經逐步被重視和明確。Sanger測序法在臨床上和各種科學研究中是非常重要的測序技術，也正是NGS技術的興起才得以實現人類基因組計劃的實施與完成[1-2]。高通量測序技術（NGS）誕生于上世紀80年代。NGS具有精確度高、通量大和信息量豐富等特點，可對目標基因進行染色體定位、測序未知的物種全基因組，也可以對某組織在某一時間的轉錄組數據進行測序[3]。為研究和治療腫瘤及癌癥提供了嶄新的方法和思路，尤其是在腫瘤及癌癥分子診斷上凸顯出越來越重要的意義。

1 二代測序技術簡介及發展現狀

NGS技術并不是單純的某種技術，而是一個技術集合。2005年，世界上首次出現第二代測序儀，并且很快應用于分子生物學和生物化學已醫學領域之中。不同的NGS平臺雖然在各自的原理上有差異，但其基本原理都是在進行PCR擴增DNA時，用化學標志物標記在堿基插入DNA鏈，并且借以發出的光信號或者質子流信號用以間接讀取序列信息[4]。

1.1 Illumina/Solexa

Solexa公司是最早研發二代測序儀的單位，其中“可逆性末端終結”與“DNA 簇”是其核心專利。其原理是用超聲波將基因組DNA經打斷成幾百bp的長度甚至更小的DNA片段，加上接頭（adapter）制成文庫。

1.2 Life/SOLiD平臺

SOLiD測序技術能對測序的誤差進行糾正和，能將原始數據錯誤降低。以傳統的聚合酶連接反應被連接反應代替能明顯減少因堿基錯配而出現的錯誤。

1.3 Ion Torrent測序平臺

Ion Torrent測序平臺是利用半導體材料使數字和化學信息之間建立直接的聯系[6]，假如DNA鏈中含有2個一樣的堿基，則將電壓信號記錄為兩倍的。如果無H+釋放，則堿基不匹配。

1.4 華大基因CG測序平臺

華大平臺擁有2種獨特的測序技術：DNA納米球芯片和組合探針錨定連接測序技術。可精確檢測等位基因雜合子突變，靈敏性高[7]。

2 NGS在腫瘤研究和臨床診療中的應用

腫瘤是現代發病率高居不下的疾病，目前對大多數腫瘤疾病的治愈還很困難，癌癥的復發和轉移會導致80%以上的患者死亡[8-9]。在前期預防腫瘤方面，NGS可使用于腫瘤基因的變異篩查；在治療腫瘤方面，可以通過NGS挖掘與相關腫瘤疾病相關的候選基因，從而發現新的治療靶點，便于新藥的研發與應用[10]；在腫瘤預后方面，NGS則可用于檢測腫瘤相關基因表達量的差異變化和治療腫瘤藥物藥效的評價[11]。

2.1 NGS在腫瘤診斷中的應用

目前單一化的生物標志物應用在分析腫瘤的基因方面遠遠降低了癌癥疾病的多維復雜性的認知。通過對全外顯子組的測定可對腫瘤信號通路進行檢測，因而單一治療腫瘤的模式將在未來得以突破[12]。在臨床應用上，多種癌癥的基因組圖譜的測定工作已得以完成[13]。

2.2 NGS在腫瘤治療中的應用

個體化醫療遵循著“不同癌同治、同癌不同治”的原則。大部分的癌癥的管理和治療的靶向藥物已得到改善。例如赫賽汀的問世是針對治療HER2陽性的乳腺癌，格列衛是治療白血病的慢性粒細胞[14]。在基因檢測的基礎上，個體化醫療方案將得以實現。

2.3 腫瘤預后上的應用

當腫瘤細胞在人體內轉移的時候，基因受到多重選擇壓力情況下，單一的克隆會產生針對癌癥治療方法的抗性。如氣管癌、胃癌等癌癥，可能在治愈許多年后發生轉移[15]。

近幾年，液體活檢的新方案中，腫瘤循環DNA是一種非常新穎的方法。血漿循環DNA中ctDNA只占0.01%～1.00%，含量極低，從極低濃度的樣本中檢測突變一直以來是一件困難的事，直到NGS技術的出現才解決了這個難題[16，17]。基于捕獲測序和靶向深度測序，這兩種方法只能在特定的基因組區域進行檢驗，目前外顯子血漿DNA測序和分析為癌癥細胞的檢測提供了一個新的思路，它可以精細地闡述突變基因的特點[18]。

3 總 結

借組NGS治療癌癥必須借助于許多臨床實踐和基礎研究的共同發展、交叉專業間的信息合作及共享，并向普通民眾普及基因檢測知識，讓患者清晰得知NGS在疾病治療、預防、診斷中的意義和作用。當然，在NGS正式用于臨床治療應用之前，必須建立相關法律法規以確保其進展的健康有序，因此NGS技術人員應引起關注并和思考。

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本文編輯：趙小龍

Value and risk of next generation sequencing in the diagnosis and treatment of cancer

Zhu lin
(No.86 Hospital of PLA, Anhui Ma'anshan 243100, China)

Advancements in next generation sequencing technology have provided a new way for the study of the molecular biology of tumors. In this review, the characteristics and developmental trends of next generation sequencing technology are summarized, and applications in tumor research are discussed.

NGS;Tumor;Precision medicine

R45

A

ISSN.2095-8242.2017.23.4526.02

朱琳（1989-），女，護師，本科，主要從事醫學管理工作