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血液病基因组研究

发布日期:2013/9/12 13:21:01      

研究目的和意义

        基于不同的新一代测序研究方案,寻找适用于白血病早期诊断、疾病分期或分级、预后的分子标记,药物筛选的靶标,指导个体化用药的分子依据。

研究对象

        血液病类型:骨髓增生异常综合症(MDS),多发性骨髓瘤,非霍奇金淋巴瘤,霍奇金淋巴瘤,慢性淋巴细胞白血病,慢性髓细胞白血病,急性淋巴细胞白血病,急性髓细胞白血病(急性粒细胞白血病)。

        取样标准:病理样品中血液或骨髓中非正常的细胞数占80%以上,可取口腔内皮细胞、白血病早期或恢复期的血液样品(非正常细胞数在10%以下)作为对照。


新一代测序方案

        Exome capture seq(外显组捕获测序)描绘基因组外显子区域基因的突变图谱,分析基因突变和血液肿瘤的相关性。

        Target capture seq(目标捕获测序)对一些功能富集的基因或研究人员感兴趣的基因组的部分区域进行捕获,分析基因突变对血液肿瘤的影响。例如:癌症相关基因(508个基因)、免疫(883个基因)、凋亡(1536个基因)、细胞周期(1005个基因)、p53通路(162个基因)等。

        Whole genome seq (全基因组测序)对基因组上所有的基因进行测序分析,找到大量的SNV(单核苷酸变异)、CNV(拷贝数变异)、Indel(插入缺失)、SV(结构变异)等基因变异信息,更为全面的解析血液肿瘤发生发展的分子机制。


案例分析

案例(一)全基因组测序检测结构变异

        研究者对4个慢性淋巴细胞性白血病(CLL)进行全基因组测序分析,在染色体13q14初有3位患者出现了基因组大片段的缺失。

图1. 13q14处有3个CLL患者出现基因组大片段缺失,灰色表示缺失的位置。


 
图2. 大片段基因组缺失位置放大图例,黄色箭头表示缺失区域及相应位置,虚线表示3个样本共同缺失区域


案例(二)目标区域捕获测序发现白血病串联重复突变

        FMS样酪氨酸激酶3基因内部串联重复突变(FLT3-ITD)是最早发现的白血病的分子标记之一,研究者选取22个FLT3-ITD突变阳性患者及29个FLT3-ITD 阴性患者进行目标区域捕获测序研究,捕获的区域为FLT3基因和另外26个基因,测序深度达到1000倍,能够检测到FLT3不同位置的ITD,并在FLT3-ITD阴性患者基因组上发现了比较低频的ITD,为白血病的分子诊断提供了更为准确的信息。


图3. 突变统计。目标区域捕获测序发现的FLT3-ITD插入的长度及频率统计,黄色标记的是
前期毛细管电泳检测为FLT3-ITD阴性的患者通过高通量测序找)

表1. 突变统计目标区域捕获测序发现的 FLT3-ITD 插入的长度及频率统计,黄色标记的是
前期毛细管电泳检测为 FLT3-ITD阴性的患者通过高通量测序找到了存在的低频突变。


案例(三) 外显组测序筛选体细胞突变

        研究者对55例原发性弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBCL)患者的肿瘤组织和正常组织进行外显组捕获测序分析,除了已知的基因突变以外,首次报道另外8个基因的体细胞突变和DLBCL相关,深入阐述了DLBCL的发病机理,为新的治疗手段的开发提供了理论依据。


图4. DLBCL患者重要的突变基因A. 染色体上每Mb区域内同义突变和非同义突变。 B. 热图表示突变类型,不同颜色表示不同突变的类型。

参考文献

1. Jens G. Lohr, Petar Stojanov, Michael S. Lawrence et al. Discovery and prioritization of somatic mutations in diffuse large B–cell lymphoma (DLBCL) by whole–exome sequencing. Proc Natl Acad Sci USA. 2012; 109(10): 3879–3884.

2. David HS, HaleyJl , Christina M L , et al.Detection of FLT3 Internal Tandem Duplication in Targeted , Short–Read–Length ,Next–Generation Sequencing Data. J Mol Diagn. 2013; 15(1)81- 93.

3. Puente, Xose S, González–Díaz, et al. Whole–genome sequencing identifies recurrent mutations in chronic lymphocytic leukaemia. Nature. 2011; 475(7354): 101–105.

G0010 锐博生物—— 基于新一代测序的血液病基因组学研究.pdf





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