【佳學(xué)基因檢測】腫瘤醫(yī)院進(jìn)行 114 個癌癥相關(guān)靶向藥物基因檢測包的應(yīng)用研究

腫瘤基因檢測與靶向用藥導(dǎo)讀

腫瘤組織的下一代測序（NGS）（即臨床測序）可以通過發(fā)現(xiàn)有關(guān)具有診斷和治療意義的可操作基因畸變的信息來指導(dǎo)臨床管理。在這里，基因檢測包須包含的基因的驗(yàn)證性分析研究小組進(jìn)行了一項(xiàng)基于醫(yī)院的前瞻性研究（TOP - GEAR項(xiàng)目，第二階段），以研究通過NGS基因測序后，通過基因解碼分析 114 個癌癥相關(guān)基因（NCC ）的可行性和實(shí)用性（基因檢測包基因檢測）。基因檢測包須包含的基因的驗(yàn)證性分析研究小組檢查了 230 例（包括 30 多種腫瘤類型）晚期實(shí)體瘤，所有這些都與非腫瘤樣本相匹配。根據(jù)三大癌癥中心發(fā)布的下一代癌癥診斷和治療中的下一代測序臨床實(shí)踐指南（第 1.0 版），獲得了 187 例（81.3%）的基因分析數(shù)據(jù)，其中 111 例（59.4%）存在可操作、可以采用靶向藥物治療的基因畸變。此后，有 25 例 (13.3%) 病例根據(jù)其基因異常接受了分子靶向治療。這些結(jié)果表明腫瘤分析多重基因組檢測在腫瘤臨床環(huán)境中的效用。本研究已在UMIN臨床試驗(yàn)注冊中心 ( UMIN 000011141) 注冊。

腫瘤正確用藥基因檢測包臨床實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵詞：

可操作基因畸變，臨床測序，基因檢測，保險(xiǎn)報(bào)銷，NCC Oncopanel，可以干預(yù)

1、腫瘤靶向用藥臨床基因檢測包簡介

在臨床環(huán)境中，大規(guī)模并行下一代測序 (NGS) 能夠同時檢查 100 多個基因，以檢測“可操作”的突變，幫助腫瘤學(xué)家診斷和選擇涉及分子靶向藥物的潛在治療方案。 這種系統(tǒng)被稱為“腫瘤分析多重基因面板測試”或更簡單的“基因面板測試”。美國臨床實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)修正案 (CLIA) 認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)實(shí)施了多種基于 NGS 的基因組測試。例如，紀(jì)念斯隆凱特琳癌癥中心的科學(xué)家實(shí)施了 MSK-IMPACT（可操作癌癥目標(biāo)的綜合突變分析）測試來檢查 348 個基因，并報(bào)告說，在 10 000 名接受調(diào)查的患者中，37% 的患者至少有 1 個可操作的突變，而 11%在接受 MSK-IMPACT 測試的前 5009 名患者中，隨后參加了基因組匹配的臨床試驗(yàn)。Foundation Medicine（美國馬薩諸塞州劍橋）開發(fā)了 FoundationOne CDx 測試來檢查 324 個基因和腫瘤突變負(fù)荷 (TMB)，是一種新興的對免疫檢查點(diǎn)阻斷療法敏感的生物標(biāo)志物。這兩項(xiàng)測試現(xiàn)已獲得 FDA 批準(zhǔn)，通過促進(jìn)保險(xiǎn)報(bào)銷，進(jìn)一步促進(jìn)了美國的癌癥基因組醫(yī)學(xué)。日本的常規(guī)腫瘤學(xué)實(shí)踐中尚未實(shí)施基因組檢測；即，他們沒有得到日本厚生勞動省 (MHLW) 運(yùn)營的國民保險(xiǎn)系統(tǒng)的報(bào)銷。然而，一些學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)已經(jīng)研究了基因檢測的可行性和實(shí)用性，

基因檢測包須包含的基因的驗(yàn)證性分析研究小組一直在進(jìn)行一項(xiàng)基于醫(yī)院的前瞻性隊(duì)列研究，以研究使用國家癌癥中心 (NCC) Oncopanel 測試對 114 個癌癥相關(guān)基因進(jìn)行基于 NGS 分析的可行性和實(shí)用性（表

表格1:NCC Oncopanel 基因檢測包中的腫瘤相關(guān)基因列表 (n = 114)

在這里，基因檢測包須包含的基因的驗(yàn)證性分析研究小組總結(jié)了 TOP-GEAR 第二階段分析的前 230 個案例的結(jié)果。結(jié)果表明基因組測試在臨床腫瘤學(xué)環(huán)境中的可行性和實(shí)用性。從 2018 年 4 月起，日本 50 家癌癥基因組醫(yī)學(xué)核心和聯(lián)絡(luò)醫(yī)院（在 Advanced Medical Care B 系統(tǒng)內(nèi)）對 NCC Oncopanel 測試進(jìn)行測試，以驗(yàn)證其可行性和實(shí)用性。

2. 腫瘤靶向用藥基因檢測包臨床試驗(yàn)患者的選擇和數(shù)據(jù)注方法

2.1. 患者人群

年齡在 16 歲或以上、經(jīng)組織病理學(xué)診斷為實(shí)體瘤以及將完成或已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)化療的患者被納入 TOP-GEAR 研究 (n = 248)。接下來，檢查每個病例中腫瘤細(xì)胞含量為 10% 或更高的存檔福爾馬林固定石蠟包埋 (FFPE) 腫瘤組織的可用性（病理學(xué)家通過計(jì)算每個組織中腫瘤和非腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞核來估計(jì)腫瘤細(xì)胞含量）；在研究中分析了適當(dāng)?shù)陌咐?，以解決 NCC Oncopanel 測試 (n = 230) 的可行性和實(shí)用性。該研究得到了 NCC 機(jī)構(gòu)審查委員會的批準(zhǔn)，所有患者都提供了書面知情同意書，以將基因組和臨床數(shù)據(jù)用于研究目的。征得同意后，患者還被問及是否會分別向治療醫(yī)師報(bào)告他們的體細(xì)胞和生殖系基因改變的結(jié)果。在分析的 230 例病例中，分別有 228 例（99.1%）和 219 例（95.2%）同意接受體細(xì)胞和生殖系檢測結(jié)果；因此，結(jié)果相應(yīng)地返回給患者。

2.2. 基于下一代測序的多重基因檢測包（NCC Oncopanel 檢測）

NCC Oncopanel 檢測是一種基于雜交捕獲的 NGS 檢測，旨在檢測 114 個臨床或臨床前相關(guān)基因的整個編碼區(qū)的突變、擴(kuò)增和純合缺失，以及面板中包含的 12 個癌基因的重排（表

2.3. 生物信息學(xué)分析

在使用 Cutadapt 程序去除接頭序列后，使用 Burrows-Wheeler Aligner 和 Burrows-Wheeler Aligner-Smith-Waterman 算法將 NGS 讀數(shù)映射到人類參考基因組。根據(jù)病理檢查定義的腫瘤細(xì)胞含量設(shè)置基因畸變調(diào)用的平均讀取深度覆蓋的閾值；細(xì)胞含量超過 50% 的樣本閾值為 200，細(xì)胞含量為 20%-50% 的樣本為 250，細(xì)胞含量低于 20% 的樣本為 500。對于平均讀數(shù)覆蓋深度高于這些閾值的樣本，使用 cisCall 程序（版本 7.1.5）檢測體細(xì)胞突變（單核苷酸變異和短插入和缺失 (indels)）、基因擴(kuò)增、純合缺失和基因融合.變異等位基因頻率大于或等于 5% 的突變和拷貝數(shù)增加超過 4 倍的擴(kuò)增被定義為陽性。拷貝數(shù)減少少于 0.5 倍的基因被認(rèn)為是純合缺失候選者，并使用 Integrative Genomics Viewer (IGV) 通過人工檢查來判斷。來自 refGene (20150219)、ensGene (20140406) 和 COSMIC（版本 71）

美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)和基因組學(xué)學(xué)會（ACMG ) 建議報(bào)告偶然或次要發(fā)現(xiàn)，GATK 計(jì)劃檢測到

2.4. 可操作的定義

用于藥物選擇的可操作基因異常是那些預(yù)計(jì)會賦予已批準(zhǔn)靶向藥物或目前在臨床試驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)性靶向藥物敏感性/抗性的基因異常。根據(jù)下一代測序在癌癥診斷和治療中的臨床實(shí)踐指南（由日本醫(yī)學(xué)腫瘤學(xué)會、日本臨床腫瘤學(xué)會和日本癌癥協(xié)會發(fā)布），為每個基因畸變添加了證據(jù)水平。

2.5. 腫瘤突變負(fù)擔(dān)（負(fù)荷）

腫瘤突變負(fù)擔(dān)定義為每兆堿基基因組檢查的體細(xì)胞、編碼、堿基替換和插入缺失突變的數(shù)量（即突變總數(shù)除以 1.38 Mb [NCC Oncopanel 檢測覆蓋的目標(biāo)區(qū)域的基因組大小] ）。對目標(biāo)基因編碼區(qū)的所有堿基替換和插入缺失，包括同義改變進(jìn)行計(jì)數(shù)。從肺癌、乳腺癌和卵巢癌 (n = 20) 的腫瘤和非腫瘤組織中提取的 DNA，其 TMB 先前通過全外顯子組測序進(jìn)行了 NCC Oncopanel 分析，以驗(yàn)證其用于估計(jì) TMB 的效用。

2.6. 分子腫瘤基因檢測專家組

NCCH 的一個多學(xué)科團(tuán)隊(duì)在分子腫瘤委員會會議上討論了可行的基因畸變和可能的治療方法，該團(tuán)隊(duì)稱為“專家小組”，每月開會兩次。董事會成員包括醫(yī)學(xué)腫瘤學(xué)家、兒科腫瘤學(xué)家、病理學(xué)家、基因組研究人員、生物信息學(xué)家和遺傳咨詢師。委員會成員討論了基因知情的治療方案和其他問題，例如病理診斷的授權(quán)和體細(xì)胞/種系變異的解釋。該報(bào)告被退回給治療醫(yī)生，他們向患者解釋了細(xì)節(jié)。

3. 腫瘤正確用藥基因檢測包的分析結(jié)果

3.1. 測試的可行性

2016 年 5 月至 2017 年 5 月，TOP-GEAR 招募了 248 名患者，并檢查了是否有合適的腫瘤組織（圖1）

187例包括30多種腫瘤。主要腫瘤類型如圖

3.2. 包含可操作基因畸變的病例百分比

在獲得基因分析數(shù)據(jù)的 187 例病例中，有 156 例檢測到至少 1 處基因異常（83.4%）（圖2）

根據(jù)證據(jù)級別 1A-3A，109 例（58.2%）至少存在 1 個可操作的基因畸變（圖2）

接下來，基因檢測包須包含的基因的驗(yàn)證性分析研究小組檢查了每種腫瘤類型的病例百分比（圖

3.3. 高 TMB 病例的比例

為了檢查 NCC Oncopanel 測試評估 TMB 的能力，基因檢測包須包含的基因的驗(yàn)證性分析研究小組使用 NCC Oncopanel 測試檢查了另外 20 個癌癥病例，在這些病例中，在以前的研究中通過全外顯子組測序測量了 TMB。然后基因檢測包須包含的基因的驗(yàn)證性分析研究小組比較了 2 次測定產(chǎn)生的 TMB 值。NCC Oncopanel 檢測產(chǎn)生的 TMB 值（減去相應(yīng)外周血 DNA 中檢測到的種系變異后每兆堿基的體細(xì)胞突變數(shù)）與全外顯子組測序結(jié)果顯示出強(qiáng)相關(guān)性（R 2  = 0.98），表明 NCC Oncopanel 測試比其他基因面板測試更適合作為評估 TMB 的工具（圖

下一代測序在癌癥診斷和治療中的臨床實(shí)踐指南中的證據(jù)級別 1A-3A對應(yīng)于分子病理學(xué)協(xié)會、ACMG、美國臨床腫瘤學(xué)會和美國學(xué)院發(fā)布的指南中的證據(jù)級別 A-C病理學(xué)家。因此，同樣比例（即 59.4%）的病例也被判定為基于證據(jù)級別 A-C 的異常陽性；即，他們有臨床上顯著的基因畸變。

3.4. 根據(jù)可操作的基因畸變進(jìn)行藥物治療

截至 2018 年 5 月 31 日，即在賊后一個病例入組后約 1 年，根據(jù) NCC Oncopanel 檢測檢測到的可操作基因異常進(jìn)行藥物治療。總共有 25 例 (13.4%) 病例根據(jù)其確定的基因畸變接受了分子靶向藥物（表

表 2：根據(jù)可操作基因畸變接受分子靶向治療的癌癥病例（n = 25）

ADC，抗體藥物偶聯(lián)物；AYA，青少年和年輕成人（15-39 歲）；F，女；FGFR，成纖維細(xì)胞生長因子受體；HDM2，人雙分鐘2同源物；HER2，人表皮生長因子受體2；男，男；TOP-GEAR，Onco-Panel 的基因分析試驗(yàn)以估計(jì)癌癥治療期間的不良事件和反應(yīng)；TORC1/2，雷帕霉素復(fù)合物靶點(diǎn) 1/2；是的，是的；n，沒有。

3.5. 基于可操作基因畸變的診斷和預(yù)后

使用 NCC Oncopanel 測試的基因分析結(jié)果也用于診斷和預(yù)后。在 6/187 (3.2%) 名患者中發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致遺傳性癌癥的種系突變（表3)

表3:在接受標(biāo)準(zhǔn)化療的 6 名實(shí)體瘤患者中檢測到種系突變

-， 未注冊; F，女；M，男；TOP-GEAR，Onco-Panel 的基因分析試驗(yàn)以估計(jì)癌癥治療期間的不良事件和反應(yīng)。

4. 腫瘤靶向用藥114基因檢測包使用效果分析及共識

在這里，基因檢測包須包含的基因的驗(yàn)證性分析研究小組展示了一項(xiàng)前瞻性研究的結(jié)果，該研究旨在使用 NCC Oncopanel 測試分析 114 個癌癥相關(guān)基因。包括生物信息學(xué)分析在內(nèi)的測試是在 NCCH 的質(zhì)量高效實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。在分析的 230 例病例中，獲得了 187 例（81.3%）的基因分析數(shù)據(jù)。相應(yīng)的外周血 DNA 用于正確解決體細(xì)胞和種系突變以及 TMB。187 個樣本包括日常診所使用的手術(shù)或活檢 FFPE 標(biāo)本，涵蓋了 30 多種癌癥類型，包括罕見的癌癥。大約一半的標(biāo)本（n = 112, 48.7%）來自日本的醫(yī)院，而不是 NCCH。成功率與在 CLIA 高效實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的其他基因組測試報(bào)告的成功率相似 (80%-85%) 在美國。

在 83.4% 的分析病例中檢測到至少 1 個基因異常，59.4% 的病例具有可操作的基因異常，包括高 TMB。這一結(jié)果也與美國使用不同基因組測試的前瞻性研究報(bào)告的結(jié)果相當(dāng)；這些測試在大約一半的檢查病例（40%-60%）中檢測到了可操作的基因異常。因此，基因檢測包須包含的基因的驗(yàn)證性分析研究小組得出結(jié)論，NCC Oncopanel 測試在日本的臨床環(huán)境中是可行的。測試失敗的原因包括低質(zhì)量/數(shù)量的 DNA 和組織交叉污染。在 3.9% 的研究樣本中檢測到組織交叉污染；這是賊近討論的一個主要的分析前問題?；驒z測包須包含的基因的驗(yàn)證性分析研究小組研究的這一比率與賊近的一份報(bào)告一致，該報(bào)告表明，在常規(guī)臨床測序期間，3% 的病例顯示出具有臨床意義（即超過 5%）的交叉污染水平。在基因檢測包須包含的基因的驗(yàn)證性分析研究小組的研究中，大多數(shù)交叉污染的組織樣本產(chǎn)生的 DNA 質(zhì)量差和/或產(chǎn)量低（表

與藥物選擇相關(guān)的可操作基因異常的癌癥病例百分比（65.5%）高于肉瘤病例（33.3%）。所有類型腫瘤的這些百分比將在未來通過開發(fā)針對當(dāng)前“不可治療”改變的藥物而增加，例如 SWI/SNF 染色質(zhì)調(diào)節(jié)基因中

NCC Oncopanel 測試導(dǎo)致 25 例（13.4%）根據(jù)可操作的基因畸變進(jìn)行藥物治療。其中包括 7 例青少年和年輕成人（15-39 歲）和罕見癌癥（表

NCC Oncopanel 測試賊近在 MHLW（OncoGuide NCC Oncopanel 系統(tǒng)）的 SAKIGAKE 計(jì)劃中獲得了 PMDA 的批準(zhǔn)，并將由國家保險(xiǎn)系統(tǒng)報(bào)銷。實(shí)施后，仍將面臨若干挑戰(zhàn)。首先，癌癥基因組數(shù)據(jù)量每天都在增加；因此，基因畸變在治療、診斷和預(yù)后方面的意義需要不斷重新評估。臨床腫瘤學(xué)家和分子腫瘤委員會成員必須及時了解有關(guān)可操作基因畸變和研究藥物的信息。日本 NCC 癌癥基因組學(xué)和高級治療中心正在建立的癌癥知識數(shù)據(jù)庫將有很大幫助（https://www.ncc.go.jp/en/information/2018/0601/index.html）。其次，NCC Oncopanel 檢測分析腫瘤和非腫瘤 DNA；因此，將鑒定種系突變。導(dǎo)致遺傳病的種系突變存在于一小部分東亞人中。

Cancer Sci

 2019 Apr;110(4):1480-1490. doi: 10.1111/cas.13969. Epub 2019 Apr 2.

Feasibility and utility of a panel testing for 114 cancer-associated genes in a clinical setting: A hospital-based study