测序新技术高效检测罕见突变并降低测序错误

【字体: 时间:2021年05月07日 来源:生物通

编辑推荐:

  新的SaferSeqS技术能够高效检测血液中的罕见突变,并将评估血液中突变的现有方法的错误率降低100倍以上。

  

液体活检等技术让研究人员能够利用新一代测序(NGS)的力量,以无创方式从血液样本中鉴定出基因突变,从而更早地诊断癌症。然而,NGS也有其自身的缺陷,因为高错误率在NGS技术中很常见,这往往限制了其临床应用。如今,约翰霍普金斯大学Kimmel癌症中心的研究人员开发出一种名为SaferSeqS(更安全测序系统)的新技术,以纠正测序的低效和错误。

近日,研究小组在《Nature Biotechnology》杂志上发表了他们的新技术。新的SaferSeqS技术能够高效检测血液中的罕见突变,并将评估血液中突变的现有方法的错误率降低100倍。

文章的第一作者Joshua Cohen表示,一小部分癌细胞将其DNA释放到血液中,从而可以通过血液样本来检测突变。这种技术被称为“液体活检”。这种基于血液的检测有可能在早期发现癌症,并通过手术和化疗让患者得到缓解。

Cohen解释说,目前的挑战在于,血液样本中的绝大多数DNA是由非癌细胞释放的,只有一小部分DNA来源于肿瘤。在早期癌症患者中,10 ml血液样本仅包含少量的突变分子。“检测这些突变,无异于大海捞针。”

研究人员采用SaferSeqS来应对这一挑战。他们用独特的条形码来有效标记血液中每个原始分子的两条链。利用双链DNA分子的结构冗余,他们可区分真正的突变和错误,这种方法被称为双链测序。如果DNA分子的两条链都含有相同的突变,那么这很有可能是确认的突变,而不是测序错误。

作者写道:“这种方法具有很高的灵敏度和特异性,能够检测频率低于十万分之一的DNA变异。我们证明,它能够评估单个扩增子中的突变或同时评估多个扩增子中的突变,并将现有的基于PCR的分子条形码方法的错误率降低100倍以上。”

“SaferSeqS的独特之处在于能够有效标记大多数DNA分子的两条链,通过分析两条链而实现低错误率,并在测序之前富集感兴趣的分子,”Cohen补充说。“总之,这些进步共同构成了新技术的力量。每个分子都是神圣的,因为它有可能是我们正在寻找的突变分子。分子的绝对数量很低,因此这项技术必须高效捕获每个分子,以便灵敏地识别突变。”

研究人员希望在临床相关的环境中测试SaferSeqS的特异性和灵敏度,所以他们将这些样本与之前的CancerSEEK检测结果进行了比较。CancerSEEK检测是同一研究团队开发并报告的一种血液检测,可用于筛查八种常见的癌症类型。

在这项研究中,霍普金斯大学的研究人员利用SafeSeqS技术重新检测了2018年CancerSEEK研究中74份假阴性结果的癌症患者的血液样本。在使用SaferSeqS后,他们观察到灵敏度显著提高,在68%的检测样本中发现了以前无法检测到的突变。

综合这些结果,研究人员得出结论,SaferSeqS在检测极其罕见的癌症相关突变时具有高的灵敏度和特异性,在临床应用中具有潜在的效率和成本效益,并将现有的突变检测方法的错误率降低了100倍以上。

他们表示,下一步是验证结果,并在前瞻性临床试验中证明该技术的临床实用性。“SaferSeqS策略提供了高度可靠的技术特异性,这可以转化为一种更好的方式,为相对早期和肿瘤较小的患者提供有临床意义的结果,”Cohen总结道。

###

Detection of low-frequency DNA variants by targeted sequencing of the Watson and Crick strands

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 生物通商城 | 人才市场 | 核心刊物 | 特价专栏 | 仪器云展台 | 免费试用 | 今日视角 | 新技术专栏 | 技术讲座 | 技术期刊 | 会展中心 | 中国科学人 | 正牌代理商

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号