第二代测序技术在肿瘤治疗中的应用

朱 琳

（中国人民解放军第八六医院，安徽 马鞍山 243100）

第二代测序技术在肿瘤治疗中的应用

朱 琳

（中国人民解放军第八六医院，安徽 马鞍山 243100）

下一代测序（NGS）具有高通量、高灵敏度、高度自动化等优点，近些年在各种疾病的诊断和治疗中引起重视。NGS的发展为肿瘤分子生物学的研究提供了新的思路。本文就下一代测序技术的特点、发展趋势及其在肿瘤研究中的应用进行了综述。

下一代测序（NGS）；肿瘤；精准医疗

伴随着不断发展的生物学技术，科学家对各种生物学现象和疾病例如种类的研究不再仅仅关注于单个基因或位点的作用，而全基因组的研究已经逐步被重视和明确。Sanger测序法在临床上和各种科学研究中是非常重要的测序技术，也正是NGS技术的兴起才得以实现人类基因组计划的实施与完成[1-2]。高通量测序技术（NGS）诞生于上世纪80年代。NGS具有精确度高、通量大和信息量丰富等特点，可对目标基因进行染色体定位、测序未知的物种全基因组，也可以对某组织在某一时间的转录组数据进行测序[3]。为研究和治疗肿瘤及癌症提供了崭新的方法和思路，尤其是在肿瘤及癌症分子诊断上凸显出越来越重要的意义。

1 二代测序技术简介及发展现状

NGS技术并不是单纯的某种技术，而是一个技术集合。2005年，世界上首次出现第二代测序仪，并且很快应用于分子生物学和生物化学已医学领域之中。不同的NGS平台虽然在各自的原理上有差异，但其基本原理都是在进行PCR扩增DNA时，用化学标志物标记在碱基插入DNA链，并且借以发出的光信号或者质子流信号用以间接读取序列信息[4]。

1.1 Illumina/Solexa

Solexa公司是最早研发二代测序仪的单位，其中“可逆性末端终结”与“DNA 簇”是其核心专利。其原理是用超声波将基因组DNA经打断成几百bp的长度甚至更小的DNA片段，加上接头（adapter）制成文库。

1.2 Life/SOLiD平台

SOLiD测序技术能对测序的误差进行纠正和，能将原始数据错误降低。以传统的聚合酶连接反应被连接反应代替能明显减少因碱基错配而出现的错误。

1.3 Ion Torrent测序平台

Ion Torrent测序平台是利用半导体材料使数字和化学信息之间建立直接的联系[6]，假如DNA链中含有2个一样的碱基，则将电压信号记录为两倍的。如果无H+释放，则碱基不匹配。

1.4 华大基因CG测序平台

华大平台拥有2种独特的测序技术：DNA纳米球芯片和组合探针锚定连接测序技术。可精确检测等位基因杂合子突变，灵敏性高[7]。

2 NGS在肿瘤研究和临床诊疗中的应用

肿瘤是现代发病率高居不下的疾病，目前对大多数肿瘤疾病的治愈还很困难，癌症的复发和转移会导致80%以上的患者死亡[8-9]。在前期预防肿瘤方面，NGS可使用于肿瘤基因的变异筛查；在治疗肿瘤方面，可以通过NGS挖掘与相关肿瘤疾病相关的候选基因，从而发现新的治疗靶点，便于新药的研发与应用[10]；在肿瘤预后方面，NGS则可用于检测肿瘤相关基因表达量的差异变化和治疗肿瘤药物药效的评价[11]。

2.1 NGS在肿瘤诊断中的应用

目前单一化的生物标志物应用在分析肿瘤的基因方面远远降低了癌症疾病的多维复杂性的认知。通过对全外显子组的测定可对肿瘤信号通路进行检测，因而单一治疗肿瘤的模式将在未来得以突破[12]。在临床应用上，多种癌症的基因组图谱的测定工作已得以完成[13]。

2.2 NGS在肿瘤治疗中的应用

个体化医疗遵循着“不同癌同治、同癌不同治”的原则。大部分的癌症的管理和治疗的靶向药物已得到改善。例如赫赛汀的问世是针对治疗HER2阳性的乳腺癌，格列卫是治疗白血病的慢性粒细胞[14]。在基因检测的基础上，个体化医疗方案将得以实现。

2.3 肿瘤预后上的应用

当肿瘤细胞在人体内转移的时候，基因受到多重选择压力情况下，单一的克隆会产生针对癌症治疗方法的抗性。如气管癌、胃癌等癌症，可能在治愈许多年后发生转移[15]。

近几年，液体活检的新方案中，肿瘤循环DNA是一种非常新颖的方法。血浆循环DNA中ctDNA只占0.01%～1.00%，含量极低，从极低浓度的样本中检测突变一直以来是一件困难的事，直到NGS技术的出现才解决了这个难题[16，17]。基于捕获测序和靶向深度测序，这两种方法只能在特定的基因组区域进行检验，目前外显子血浆DNA测序和分析为癌症细胞的检测提供了一个新的思路，它可以精细地阐述突变基因的特点[18]。

3 总 结

借组NGS治疗癌症必须借助于许多临床实践和基础研究的共同发展、交叉专业间的信息合作及共享，并向普通民众普及基因检测知识，让患者清晰得知NGS在疾病治疗、预防、诊断中的意义和作用。当然，在NGS正式用于临床治疗应用之前，必须建立相关法律法规以确保其进展的健康有序，因此NGS技术人员应引起关注并和思考。

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本文编辑：赵小龙

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，护师，本科，主要从事医学管理工作