科技部国家重点基础研究发展计划项目组近日宣布,我国医疗专家发现了乳腺癌的全新致病基因uhrf1。这一国际上的首次发现有望改变传统乳腺癌的诊断方式。
近年来中国乳腺癌发病率正以每年3%的速度递增,乳腺癌成为城市死亡率增长最快的癌症,发病年龄也呈逐渐年轻化的趋势。研究人员针对江苏省肿瘤医院229名乳腺癌确诊患者的血液进行研究,发现所有确诊患者中,有79.2%患者血液中存在uhrf1基因,也就是说仅仅通过血液检测该致病基因,乳腺癌确诊率几率高达8成,比传统血液检测确诊率提高20%。传统乳腺癌预防血液检测只有ca153一项,确诊率不足六成,影像检测耗时耗力,检测成本高。
课题负责人江苏省肿瘤医院检验科副主任严枫表示,这次研究首次明确了乳腺癌患者血液中新的癌基因uhrf1的检测意义,通过血液检测该基因可以更早地发现乳腺癌,也为研制乳腺癌药物提供了新的靶点。下一阶段将会联合全国多家科研院校、医疗单位,争取早日战胜乳腺癌这一疾病。
潍坊市肿瘤医院提出的肿瘤绿色综合疗法强调从病人的心理以及生理承受能力出发,充分结合中医中药在肿瘤治疗方面的特殊优势,最大程度上提高了患者的治愈率。 临床上乳腺癌的护理主要包括三大类,即饮食护理、心理护理、运动护理。1 饮食护理术后病人的饮食相当重要,除需增加热量外还应增加蛋白质,维生素和无机盐,以促进组织生长及伤口愈合。另一方面,在乳腺癌治疗过程中,需要进行放化疗,多数疗程后会使患者的消化系统不良反应,如如恶心,味觉不敏感,食欲下降,而影响进食量,导致营养缺乏,抵抗力下降,不利于正常组织修复,因此要合理调整饮食,避免单一饮食,保持营养均衡。忌食过冷、过热、油腻、辛辣等刺激性强的食物。进食不宜过饱、过急,宜缓慢进食,使食物得到充分咀嚼,以利于消化吸收,防止快速进食而引起腹痛、腹胀,同时还要保证机体得到充分的水分。 2 心理护理大多数乳腺癌患者无法接受残缺不完整的身体,特别是对于女性而言意义非常重大的乳房,患者通常表现出恐惧、忧郁、悲观、烦躁,甚至绝望,宁愿死于病情恶化,也不愿接受正规治疗。鉴于此,患者家属和医务人员必须说明手术的必要性,鼓励其树立信心、克服恐惧的心理外,还应尽可能采用她们最容易接受的实施方式。 3 运动护理乳腺癌根治术后,手臂活动受到限制,大部分的原因是由于肩关节缺乏运动,术后康复训练得不到很好的指导护理和及时合理的功能锻炼。故术后肩部的运动是非常重要的,若不及时合理锻炼,将会造成患侧上肢功能的阻碍,影响以后的生活和工作。 乳腺癌诊断方法 X线诊断:乳腺照相是乳腺癌诊断的常用方法,分为干板照相及低剂量调线照相。年轻妇女的乳腺组织容易受放射线的损伤,同时其乳腺组织较致密,一般不易作出诊断及鉴别,因而对35岁以下的妇女常不主张作乳腺照相检查。 超声显象检查:超声显象检查无损伤性,可以反复应用。超声显象对明确肿块大小常较正确,因而可以用来比较非手术治疗方法(如化疗、放疗,内分泌治疗等)的疗效。 实验室检查:细胞学及组织学诊断;脱落细胞学检查;细针穿刺抽吸细胞学检查(FNAB)正日益被广泛采用,其操作安全,诊断迅速。乳腺癌的最终诊断应该来自活组织检查。
乳腺癌是女性中最常见的肿瘤。近年来,其发病率稳步上升,但死亡率却有所下降,这归因于乳腺癌早期诊断以及手术技术和放化疗水平的提高。
此外,新的靶向药物治疗也显著的提高了乳腺癌患者的生存期。尽管诊疗技术有了很大进步,乳腺癌仍是女性肿瘤死亡的第二大原因。本文综述了乳腺癌的最新治疗进展,主要讨论在乳腺癌靶向治疗时代,如何根据患者的肿瘤生物学特性和分子亚型进行个体化治疗。
早期乳腺癌
1、诊断
早期乳腺癌的诊断指南到目前为止没有太大变化。英国NHS
Breast Screening
Programme推荐:年龄在47岁到73岁之间的人群应常规进行乳腺x线摄影筛查。无论男性或女性,一旦乳腺有异常的情况,应尽快(通常是两个星期)去当地的乳腺专科就诊,以免延误治疗,根据需要,一般须完善乳腺x线,乳腺B超和活检等检查。
2、局部治疗
手术治疗一定要切的彻底。先进行保乳手术再放疗与全乳切除术,患者的生存期基本一样。对于乳腺癌的手术治疗,手术时切除范围至少距肿块边缘1mm且应有良好的美容效果。如果有以下几种情况推荐行乳腺癌切除术:肿块的大小不宜行保乳手术、乳腺多灶性病变、肿块体积较大,即使行保乳手术也不能达到很好的美容效果、患者的要求。术前进行辅助治疗减小肿块体积越来越被推荐,这种方法可增加保乳手术的几率。
3、腋窝淋巴结清扫
在诊断乳腺癌的同时,应对同侧腋窝淋巴结进行超声检查或可疑淋巴结活检确定乳腺癌的分期。如果腋窝淋巴结阴性,可行前哨淋巴结活检术(SLNB),该手术通常与乳腺手术同时进行。以往对于前哨淋巴结阳性患者,还应进行全腋窝淋巴结清扫术(ALND)。进行ALND的主要目的是减少腋窝复发。事实上,50%前哨淋巴结阳性患者,进行ALND后并未发现有其他腋窝淋巴结的侵犯。前哨淋巴结阳性患者是否应进一步行ALND?Z0011临床研究回答了这个问题。
该研究是一项3期随机对照研究,共纳入超过800例乳腺癌患者。891例患者随机分为仅接受SLNB组(446例)或进一步ALND组(445例)。所有患者接受乳腺区段切除和乳腺放疗,按病情行全身辅助治疗。研究中位随访6.3年,ALND组和SLNB组患者的5年乳腺复发率分别为3.7%和2.1%,
5年淋巴结复发率分别为0.6%和1.3%。
由Z0011试验结果可以看出,对于前哨淋巴结转移阳性的乳腺癌患者,作与不作腋窝淋巴结清扫,其总生存、无病生存和局部复发率无显著差异,即在这些方面,前哨淋巴结阳性的乳腺癌患者并不能从进一步的腋窝淋巴结清扫术中获益。
目前为止,国际上对于乳腺癌前哨淋巴结阳性患者是否应进一步行ALND还没有统一结论。最近的指南建议,对于放疗后行保乳手术的患者,如果有1个或2个前哨淋巴结阳性,可能不需要进一步行ALND。
4、依据乳腺癌的病理和分子亚型进行辅助治疗
在传统分期较差的雌激素受体阳性患者中,其分子分型存在异质性,对化疗的敏感性和对内分泌治疗的反应性也并不相同。高T分期和阳性淋巴结造成的较差分期,其预后可能会被一些好的分子生物学特征所影响,诸如激素受体阳性、低Ki-67表达、21基因低风险等。
当出现分期和分型的不一致时,单基因和多基因谱检测可能给我们带来更多的信息,但目前多基因检测的优势主要体现在对预后的预测上,对于治疗效果的预测尚有待进一步证实。
对于病理学分期差的患者,如果具有较好的激素反应性、Her2阴性、低增殖(21基因或70基因表达为低风险),应该避免标准化疗。最重要的是区分哪些患者是雌激素受体阳性,哪些是阴性,因为这两类患者的治疗和预后截然不同。
早期乳腺癌的辅助化疗
1、第一个5年的激素治疗
辅助治疗的目的是通过消除微转移病灶提高治愈机会。约80%的乳腺癌患者雌激素受体阳性,对于这类患者,辅助他莫昔芬治疗五年,复发率可下降41%,死亡率下降31%。对于绝经前的乳腺癌患者,他莫昔芬仍是标准治疗方案。
对于绝经后的乳腺癌患者,研究证明芳香酶抑制剂优于他莫昔芬。来自ATAC和BIG1-98两个大型研究数据显示,阿那曲唑和来曲唑的疗效优于他莫昔芬。
用芳香酶抑制剂治疗的患者,监测骨密度很重要;如果出现了骨质疏松症,应补充钙剂和维生素D,必要时可加用双磷酸盐和Prolia(denosumab)。对于绝经前诊断的乳腺癌患者,绝经后(生理或化疗作用)使用芳香酶抑制剂仍然获益。
2、5年后的激素辅助治疗
雌激素受体阳性乳腺癌患者多在5年后复发。对于已经用他莫昔芬治疗5年的绝经患者,再用非芳香酶抑制剂来曲唑治疗,相对风险可下降42%。对于用他莫昔芬治疗5年且未绝经,或不能耐受芳香酶抑制剂的患者,继续使用他莫昔芬可使患者受益。
国际ATLAS(比较长期与短期辅助性他莫昔芬治疗)研究结果显示,他莫昔芬10年服药同5年他莫昔芬标准治疗相比,可降低ER+乳腺癌患者的晚期复发率和死亡率,效果更好。继续服用他莫昔芬的最主要的额外益处是降低乳腺癌确诊后第二个十年的死亡率。
ATTom研究得出了同样的结果。综合ATLAS研究和ATTom研究的结果,对于雌激素受体阳性的乳腺癌,延长他莫昔芬辅助治疗至10年而非5年,可进一步降低复发风险。与不使用他莫昔芬相比,使用其辅助治疗10年,至少降低三分之一的死亡风险。
3、化疗
化疗可使乳腺癌死亡相对危险度下降三分之一,但化疗不能提高患者的生存期,因为仅通过手术和激素治疗就可以达到治愈的患者很多。哪一类患者需要化疗还需要进一步研究。我们知道,通过分子检测,如
Oncotype DX,可以预测患者的预后。其实,通过这种检测技术同样也可以鉴定哪类患者通过手术和激素治疗就可以治愈。
MINDACT研究评估了在常规临床病理检测的基础上加入基因表达谱指导乳腺癌患者辅助治疗选择的临床价值。其设计是为了让更多患者免于辅助化疗,获得更好的生活质量。
该研究首次尝试使用基因指导下的患者分类来减少肿瘤治疗的成本,不仅体现了要给合适的患者合适治疗的理念,更重要的是强调了不应给不合适的患者不必要治疗。
当然,今后我们还需识别高风险患者,使其获得更好和更充分的治疗,并进一步探索如何将更好的肿瘤亚组分类以及预测疗效的生物学标志物融入到乳腺癌的辅助治疗中。即使乳腺癌患者需要进行化疗,化疗计划的制定也很有学问。如何制定化疗计划,减少患者死亡率和化疗引起的副作用这是目前需要考虑的问题。
4、HER2靶向治疗
乳腺癌的治疗已进入分子分型时代,人表皮生长因子受体2(HER2)阳性乳腺癌在所有乳腺癌患者中约占20%-30%。HER2是乳腺癌明确的预后指标。
作为第一个靶向HER2的人源化单克隆抗体,曲妥珠单抗的问世改变了HER2阳性乳腺癌患者的预后,所有关于乳腺癌术后辅助治疗的临床研究都提示,与单纯手术相比,手术加抗HER2治疗药物曲妥珠单抗能提高患者DFS率,大部分临床试验也显示OS率有所提高。
对于肿块较大不宜行保乳手术治疗的患者,术前可辅助化疗、HER2靶向治疗或激素治疗减轻肿瘤负荷,为保乳手术创造条件。对于那些病理学完全缓解、尤其是雌激素受体阴性的乳腺癌患者,预后更好。
局部晚期乳腺癌患者,在接受根治性乳房切除术前最好辅助化疗。对于有红斑和水肿症状的炎性乳腺癌患者,最佳的治疗就是术前辅助化疗,然后根据情况选择手术或放疗。因为这类患者激素受体不大可能是阳性,更有可能的是HER2基因阳性。
晚期乳腺癌的治疗
晚期乳腺癌选择化疗的主要目的是减轻患者症状、控制疾病进展、提高生存期。在化疗方案的选择上,还应注意化疗所引起的毒副作用,最大限度地降低治疗的毒性。根据不同的亚型,乳腺癌远处转移后中位生存期不同,一般在半年到2.2年之间。过去的30年,乳腺癌患者的总生存期有了明显提高,特别是HER2基因阳性的乳腺癌。转移性乳腺癌仍然无法治愈,但可通过治疗提高患者生存期和生活质量。
1、激素治疗
对于雌激素受体阳性的转移性乳腺癌,激素治疗仍是首选。激素治疗方案的选择应根据患者以前对治疗的反应及是否绝经。耐药在激素治疗转移性乳腺癌中很常见,不可避免。如何避免耐药问题是目前研究的热点。mTOR介导的信号通路以高频率在乳腺癌中高度激活,导致激素治疗耐药,成为乳腺癌治疗的重要靶标。
一项研究结果表明,mTOR抑制剂依维莫司与依西美坦联合用于晚期乳腺癌患者较单用依西美坦相比,可延长患者的无疾病进展期,并显著降低癌症恶化的风险达57%。
依维莫司可产生严重的副作用,包括:口腔炎、皮疹、腹泻和乏力,肺炎也很常见。在治疗的过程中应注意这些副反应的发生,一旦出现应早期治疗。依维莫司已在北美和欧洲被批准用于激素受体阳性、HER2阳性乳腺癌患者的治疗。
2、化疗
化疗常用于以下几种乳腺癌:激素治疗产生耐药的乳腺癌、激素受体阴性乳腺癌、迅速进展型乳腺癌以及大部分HER2阳性乳腺癌。化疗方案的选择应根据患者的身体状况和肿瘤的性质(例如,三阴乳腺癌、HER2阳性)以及既往对化疗的反应进行具体制定。化疗一般为短疗程,为几个周期完成。至于具体需要进行多少个疗程化疗,目前还没有统一的结论。
3、HER2靶向治疗
靶向药物出来之前,HER2阳性乳腺癌患者被认为是预后较差的一类。随着靶向HER2的人源化单克隆抗体出现,这类患者的预后有了显著改善。曲妥珠单抗联合紫杉类在
HER2
阳性乳腺癌新辅助治疗中显著提高患者的生存期。曲妥珠单抗治疗失败的HER2阳性乳腺癌患者可选择小分子激酶抑制剂-拉帕替尼。目前,拉帕替尼已经被批准与卡培他滨联合二线用于治疗HER2阳性的乳腺癌。
曲妥珠单抗emtansine(T-DM1)是一种抗体-药物藕联药物,可用于治疗HER2阳性乳腺癌。EMILIA研究显示,与卡培他滨/拉帕替尼(XL)联合治疗相比,试验性新药T-DM1在978例HER2阳性转移性乳腺癌患者中的耐受性较好,并可显著延长无进展生存及总生存。由于这些新药的出现,过去3年,HER2阳性转移性乳腺癌患者中位生存期显著提高。
乳腺癌骨转移的处理
60%-80%的晚期乳腺癌会出现骨转移。骨骼的相关事件包括:骨痛、骨折、脊髓压迫。既往的研究中证实唑来膦酸能降低乳腺癌骨转移并发症发生的风险,其原理是唑来膦酸可抑制破骨细胞介导的骨吸收。
Denosumab(XGEVA)是一种皮下注射的单克隆抗体,XGEVA可与RANKL结合,RANKL是一种对破骨细胞形成、功能与存活极为重要的穿膜蛋白或可溶性蛋白。在发生骨转移的实体肿瘤中,破骨细胞的活性因RANKL而刺激而升高,XGEVA可阻止RANKL的活化,通过这一原理预防骨髓相关事件的发生。
最近的一项随机对照研究显示,与唑来膦酸相比,XGEVA能更有效地减少骨髓相关事件的发生。XGEVA和唑来膦酸都可以导致低钙血症,应注意补充钙和维生素D。用XGEVA和唑来膦酸治疗的患者,颚骨坏死的发生率为0.5%-1%。因此在服用此类药物时,应注意保持口腔卫生和尽量避免进行牙科相关的手术。
晚期乳腺癌脑转移的处理
随着乳腺癌患者的生存期明显延长,出现脑转移的概率也在增加。HER-2阳性乳腺癌脑转移的发生率高于HER-2阴性乳腺癌脑转移的发生率,因为大部分化疗药物,如曲妥珠单抗,都不能穿过血脑屏障。
乳腺癌患者出现脑转移多提示预后不良。对于多发性脑转移瘤患者,全脑放疗是标准的治疗方案,对于单发脑转移瘤或寡转移性(oligometastatic)疾病患者,可考虑减瘤手术或立体定向放疗。一些乳腺癌脑转移患者经过治疗后也可以达到很好的效果。
摘要:基因检测方法有哪些?本文介绍了几种DNA水平基因检测常见的方法,比较其优缺点和在临床诊断和科学研究中的应用,对指导研究生和临床医生课外学习,推进临床科研工作和提升科研教学水平有着指导意义。【基因检测方法比较】基因检测方法有哪些基因检测技术原理
1、第一代测序
1.1Sanger测序采用的是直接测序法
1977年,FrederickSanger等发明了双脱氧链末端终止法,这一技术随后成为最为常用的基因测序技术。2001年,AllanMaxam和WalterGibert发明了Sanger测序法,并在此后的10年里成为基因检测的金标准。其基本原理即双脱氧核苷三磷酸(dideoxyribonucleosidetriphosphate,ddNTP)缺乏PCR延伸所需的3'-OH,因此每当DNA链加入分子ddNTP,延伸便终止。每一次DNA测序是由4个独立的反应组成,将模板、引物和4种含有不同的放射性同位素标记的核苷酸的ddNTP分别与DNA聚合酶混合形成长短不一的片段,大量起始点相同、终止点不同的DNA片段存在于反应体系中,具有单个碱基差别的DNA序列可以被聚丙烯酰胺变性凝胶电泳分离出来,得到放射性同位素自显影条带。依据电泳条带读取DNA双链的碱基序列。
人类基因组的测序正是基于该技术完成的。Sanger测序这种直接测序方法具有高度的准确性和简单、快捷等特点。目前,依然对于一些临床上小样本遗传疾病基因的鉴定具有很高的实用价值。例如,临床上采用Sanger直接测序FGFR2基因证实单基因Apert综合征和直接测序TCOF1基因可以检出多达90%的与TreacherCollins综合征相关的突变。值得注意的是,Sanger测序是针对已知致病基因的突变位点设计引物,进行PCR直接扩增测序。单个突变点的扩增包括该位点在内的外显子片段即可,不必将该点所在基因的全部外显子都扩增。
因此,应明确定位要扩增的位点所在的基因外显子和该点的具体位置,设计包括该点在内的上下游150~200bp的外显子片段引物。此外,尽管有NGS的出现,但Sanger测序对于有致病基因位点明确并且数量有限的单基因遗传疾病的致病基因的检测是非常经济和高效的。到目前为止,Sanger测序仍然是作为基因检测的金标准,也是NGS基因检测后进行家系内和正常对照组验证的主要手段。
值得注意的是,Sanger测序目的是寻找与疾病有关的特定的基因突变。对于没有明确候选基因或候选基因数量较多的大样本病例筛查是难以完成的,此类测序研究还要依靠具有高通量测序能力的NGS。虽然Sanger测序具有高度的分析准确性,但其准确性还取决于测序仪器以及测序条件的设定。另外,Sanger测序不能检测出大片段缺失或拷贝数变异等基因突变的类型,因此对于一些与此相关的遗传性疾病还不能做出基因学诊断。
1.2连锁分析采用的是间接测序法
在NGS出现之前,国际通用的疾病基因定位克隆策略是建立在大规模全基因扫描和连锁分析基础上的位置候选基因克隆。人类的染色体成对出现,一条来自父亲,一条来自母亲,每一对染色体在同样的位置上拥有相同的基因,但是其序列并不完全相同,被称为父系和母系等位基因。
遗传标记是指在人群中表现出多态现象的DNA序列,可追踪染色体、染色体某一节段或某个基因座在家系中传递的任何一种遗传特性。它存在于每一个人,但大小和序列有差别,具有可遗传性和可识别性。目前采用第二代遗传标记,即重复序列多态性,特别是短串联重复序列,又称微卫星标记。
连锁分析是以连锁这种遗传现象为基础,研究致病基因与遗传性标记之间关系的方法。如果控制某一表型性状的基因附近存在遗传标记,那么利用某个遗传标记与某个拟定位的基因之间是否存在连锁关系,以及连锁的紧密程度就能将该基因定位到染色体某一位置上。1986年Morton等提出优势对数记分法(logoddsscoremethod,LOD),主要检测两基因以某一重组率连锁时的似然性。LOD值为正,支持连锁;LOD值为负,则否定连锁。通过计算家系中的微卫星标记与致病位点之间的LOD值,可以初步估算二者间的遗传距离及连锁程度,从而确定该基因在染色体上的粗略位置。然后利用该区域的染色体基因图谱,分析定位区域内所有基因的功能与表达,选择合适的候选基因进行突变检测,最终将致病基因定位或克隆。
然而,采用连锁分析进行基因检测存在很大的局限性。不但所需遗传样本量较大,一般要求提供三代及以上遗传家系患者血样,而且数据量大、处理复杂、产出速度较慢、定位不够精确(一般只能定位在染色体某一区间),这就使得研究工作繁重和定位基因的时间周期特别长。目前,连锁分析采用的单核苷酸多肽性和短串联重复序列还在使用,但经典的间接测序方法,如单链构象多肽性、变性梯度凝胶电泳和异源双链分析在美国已被淘汰,而在发展中国家作为研究手段还在有限使用。
2、新一代测序(NGS)
主要包括全基因组重测序(whole-genomesequencing,WGS)、全外显子组测序(whole-exomesequencing,WES)和目标区域测序(Targetedregionssequencing,TRS),它们同属于新一代测序技术。总体而言,NGS技术具有通量大、时间短、精确度高和信息量丰富等优点,使得遗传学者可以在短时间内对感兴趣的基因进行精确定位。但这些不同的测序技术在测序范围、数据分析量以及测序费用和时间等方面又有很大差别,如果选择适合的方法,对于临床诊断和科学研究将起到事半功倍的作用。
2.1目标区域测序目前常用的是基因芯片技术
其测序原理是基于DNA杂交原理,利用目标基因组区域定制的探针与基因组DNA进行芯片杂交或溶液杂交,将目标基因区域DNA富集,再通过NGS技术进行测序。其测序过程是通过把数以万计的cDNA或寡聚核苷酸置于芯片上制成列阵,将芯片上固定好的已知序列的核苷酸探针与溶液中含有荧光标记的相应核酸序列进行互补配对,根据测序仪所显示强荧光的位置和强度,获取每组点阵列信息,再利用生物信息学算法确定目的靶核苷酸的序列组成。测序所选定的目标区域可以是连续的DNA序列,也可以是分布在同一个染色体不同区域或不同染色体上的片段。目标区域测序技术,对于以往通过连锁分析将基因突变锁定在染色体某一片段区域内,但无法找出突变是一个非常好的进一步检测手段。2010年,Nicholas等使用基因分型芯片联合连锁分析技术,成功发现头小畸形的新基因WDR62,文章发表在《NatGenet》杂志。类似的研究在家族性胰腺癌中确定8个候选变异位点和在家族性渗出性玻璃体视网膜病变发现易感基因TSPAN12。
基因芯片测序技术可以将经过连锁分析锁定了目标范围或经过全基因组筛选的特定基因或区域进行更深一层的研究,是解决连锁分析无法发现致病基因的有效手段。基因芯片技术对于已知基因突变的筛查具有明显优势,可以快速、全面地检测出目标基因突变。同时,由于目标区域受到了限制,测序范围大幅度减少,测序时间和费用相应降低。但基因芯片检测所需要的DNA的量要大,由于已提取的DNA存在降解的风险,用于基因芯片研究的血标本最好是冰冻的全血,这样可以使用于检测DNA的量有充分保证。
2.2全外显子组测序(WES)
外显子组是单个个体的基因组DNA上所有蛋白质编码序列的总合。人类外显子组序列约占人类全部基因组序列的1%,但大约包含85%的致病突变。WES是利用序列捕获技术将全外显子区域DNA捕捉并富集后进行高通量测序的基因分析方法。采用的技术平台主要是罗氏公司的SeqCapEZ全外显子捕获系统,Illumina公司的Solexa技术和Agilent公司的SureSelect外显子靶向序列富集系统。其捕获的目标区在34~62M之间,不仅包括编码区同时也加入了部分非编码区。NGS的测序过程主要包括DNA测序文库的制备、锚定桥接、PCR扩增、单碱基延伸测序和数据分析。研究者根据测序仪捕获到在测序过程中掺入有不同荧光标记碱基片段,经计算机将荧光信号转化成不同颜色的测序峰图和碱基序列。基因测序结果与NCBI的SNP数据库、千人基因组数据库等国际权威数据库比对,最终确定是否为突变基因。
自NGS技术问世以来,利用WES在临床疾病致病基因的鉴定研究中取得前所未有的成果。这些成果不仅集中在单基因遗传疾病,还在多基因影响的复杂疾病中获得大量相关基因的发现。在单基因遗传性疾病中,如视网膜色素变性、终端骨发育不良等发现新基因或已知基因新突变。在一些罕见的疾病中,如Kabuki综合征、家族性混合型低脂血症和脊髓小脑共济失调症等疾病中发现新的致病基因。同时,在小细胞肺癌、慢性淋巴细胞性白血病等肿瘤研究和诸如肥胖症、脑皮质发育不良等复杂疾病的研究中也取得丰硕成果。
WES技术在筛查范围和检出率等方面较其他测序技术具有明显的优势。例如,对于采用Sanger测序和基因芯片测序不能筛查出基因的样本,可以采用WES来进一步基因筛查鉴定。应用WES技术能够获得较传统Sanger等方法对编码区测序更深的覆盖度和更准确的数据。由于信息量的大幅度增加,WES可以获得更多个体的编码区信息,因此成为检测致病基因和易感基因位点的有效手段。与连锁分析定位方法比较,WES对家系的要求并不十分严格,在单基因遗传病同一家系中有2~3个患者和1个正常人即可进行致病基因的鉴定研究,而不需要连续三代的遗传家系。由于不需要严格的三代以上的遗传家系,WES使以前不能进行研究的家系成为可能。不仅对于单基因遗传病是一个很好的研究手段,对于许多常见病,如肿瘤、糖尿病等疾病也可进行大规模比较研究。
2.3全基因组重测序(WGS)
WGS是对已知基因组序列的物种进行不同个体的全基因组的测序,经过数据分析后对序列进行拼接、组装并获得基因组图谱,或是对不同组织进行测序并分析体细胞突变的一种研究方法。尽管WES可以快速全面地找出个体基因组上的所有突变,从而找到个体间的差异,但对于外显子以外的区域则不能有效地进行基因检测。对于此种情况,目前还要借助WGS进行全基因组检测。但由于人类基因组过于庞大,一次单端全基因组测序很难达到所需要的测序深度。因此,需要重复测序或双端测序,由此带来测序成本的大幅度提高和由于不能达到足够的测序深度所导致的结果准确性的降低。而对于临床疾病诊断和普通科研工作,其高昂的检测费用也是难以承受的。尽管如此,对于部分临床研究和WES不能解决的科研课题还需要借助WGS进行更加全面的基因检测。
3、展望
NGS的出现为新兴的基因组技术增添了无限的活力和想象空间。特别是基因芯片的问世和已在临床上应用于大样本的疾病筛查和基因诊断中所展现出的活力,以及其商业化发展的模式都令人鼓舞。在眼科是单基因病最常见的学科,利用芯片技术进行Laber病的筛查已使很多病因不清楚的视神经萎缩得到明确诊断。而原发性开角型青光眼是眼科最具隐蔽性和危险性的致盲性眼病,其致病基因或突变的鉴定研究对疾病筛查将有着非常重要的临床价值和巨大的商业价值。在新生儿糖尿病的筛查中采用基因芯片技术可以更加快速、全面经济,避免第一代测序过于繁琐和漏检。
基因芯片技术在产前诊断中更加具有发展前景。只要对孕妇进行DNA血液检查即可进行遗传疾病的筛查,避免以往通过羊膜穿刺抽取羊水进行有创检查的局限性和危险性。目前,基因检测技术水平的提升和检测费用的不断降低,发展大规模个体化基因检测在不久的将来成为可能。同时,药物易感性基因和疾病发生的易感基因的检测的深入开展,个体化医疗将在基因检测的基础上得以实现。有理由相信,随着人们生活水平的不断提高和健康意识不断增强,基因检测在未来医学发展中应用前景将十分可观。
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