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，2012年有820萬例癌癥相關(guān)的死亡。所幸，DNA測序技術(shù)的快速發(fā)展正在改變我們對癌癥的認識，也在轉(zhuǎn)變癌癥的篩查、診斷和治療。

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

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

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

　　如今，一些市售的芯片型檢測能夠根據(jù)生物標志物對乳腺癌進行更準確的分型。與診斷的改進相對應(yīng)，癌癥相關(guān)基因的鑒定也促進分子靶向療法的開發(fā)，如赫賽汀，這是第一個特異針對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平臺來檢測腫瘤細胞系中的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，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、全外顯子組測序(WES)和全基因組測序(WGS)。在這些方法中，基因集合的應(yīng)用時間最長，目前美國有超過16個實驗室用它來檢測遺傳性癌癥。

　　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較新，目前評估它的研究比較少。作者認為，隨著我們對基因組的了解加深，診斷率將更高。

　　在治療方面，NGS發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個與癌癥相關(guān)的基因，勢必會揭開新的治療靶點。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)，慢性粒細胞白血病的治療劑(BCR-ABL);

　　以及赫賽汀(trastuzumab)，針對HER2陽性的乳腺癌。另一個有希望的靶向治療是對去勢難治性前列腺癌進行信號指導(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，測序ctDNA成為分析腫瘤負荷和治療效果的另一種有吸引力的方法。Murtaza等人測序了乳腺癌、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的敏感性超過了其他的循環(huán)標志物。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)療保健機構(gòu)需要新的策略來解釋數(shù)據(jù)。此外，由于醫(yī)療保健供應(yīng)商、生物醫(yī)藥行業(yè)、保險公司以及學(xué)術(shù)研究之間存在著復(fù)雜的關(guān)系，測序普及的經(jīng)濟影響還不是很清楚。

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

　　新一代測序市場五年后有望達到100億美元

　　一提到新一代測序(NGS)，大家都覺得這個市場很大。究竟有多大?也許你無法回答。美國市場調(diào)查與咨詢公司MarketsandMarkets近日發(fā)布了一份分析報告，聚焦了新一代測序市場的平臺、服務(wù)和應(yīng)用。

　　這份報告指出，NGS市場規(guī)模有望從2016年的40.32億美元增長到2021年的103.71億美元，復(fù)合年均增長率高達20.8%。報告分析了全球NGS市場的趨勢和主要推動因素，以及機遇和挑戰(zhàn)。

　　從2008年至今，新一代測序市場一直在快速發(fā)展，而這個勢頭仍將持續(xù)。報告認為，NGS產(chǎn)品的技術(shù)進步、不斷增加的應(yīng)用、新參與者的加入，以及各公司之間越來越多的合作，都成為這個市場的推動因素。此外，NGS也將更多地應(yīng)用于癌癥、罕見病、產(chǎn)前和新生兒疾病的診斷。

　　這份報告將NGS市場細分為測序前產(chǎn)品和服務(wù)、NGS平臺、耗材、測序服務(wù)和數(shù)據(jù)分析。目前，市場上的NGS平臺可細分為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)用來分，測序服務(wù)市場可細分為靶向測序、全基因組測序、外顯子組測序、RNA-Seq、De novo測序、Methyl-seq和ChIP-Seq。

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

　　NGS的應(yīng)用也是越來越廣泛。如果說之前的應(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、藥物開發(fā)、生物標志物開發(fā)、個性化醫(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，NGS市場的終端用戶還是以研究中心和科研/政府機構(gòu)居多。

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

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