SIRIUS研究：全基因组与转录组测序在破解血液肿瘤诊断难题中的突破性价值

《Leukemia》：Solving Riddles Through Sequencing (SIRIUS): unlocking hematologic diagnoses by whole genome and transcriptome sequencing

针对常规诊断难以明确的血液肿瘤病例，SIRIUS研究团队通过全基因组测序(WGS)和全转录组测序(WTS)进行深入探索。研究发现，在25%的疑难病例中，WGTS技术能够检测出常规方法遗漏的罕见单核苷酸变异(SNVs)、微小拷贝数变异(CNVs)及异常基因表达模式，显著提升诊断准确率，并为预后评估和个体化治疗提供关键依据。该研究为血液肿瘤的精准诊疗开辟了新路径。

　　

在血液学领域，白血病和淋巴瘤的诊断始终是一项复杂而严峻的挑战。尽管世界卫生组织(WHO)和国际共识分类(ICC)在2022年更新了诊断标准，并且现行的金标准诊断方法结合了细胞形态学、免疫表型分析、细胞遗传学及分子遗传学五大支柱，但在实际临床工作中，仍有部分患者的诊断悬而未决。当患者的临床表现无法用现有检测结果解释时，临床医生便陷入了治疗决策的困境。这种诊断上的不确定性不仅延误治疗时机，更直接影响患者的预后。正是在这一背景下，SIRIUS研究应运而生，旨在探索全基因组测序(WGS)和全转录组测序(WTS)这一前沿技术组合，能否为这些诊断谜题提供最终答案。

SIRIUS研究是一项前瞻性病例对照研究，在德国慕尼黑白血病实验室(MLL Munich Leukemia Laboratory)开展。研究纳入了106例经过全面常规诊断后仍无法明确诊断或临床状况存疑的血液疾病患者。研究人员对每位患者同步进行了高深度WGS(平均覆盖度104x)和WTS(中位数5000万读长)分析。其中52例患者还配备了正常组织对照(口腔拭子或CD3阳性T细胞)。生物信息学分析采用肿瘤/非匹配正常样本对照流程，分别检测单核苷酸变异(SNV)、结构变异(SV)、拷贝数变异(CNV)以及基因融合和表达异常。

患者特征

研究人群的中位年龄为52岁(范围3-85岁)，男性占56%。最常见的疑似诊断包括骨髓增生异常肿瘤(MDS，18%)、骨髓增殖性肿瘤(MPN，17%)、浆细胞肿瘤(MGUS/MM，9%)等，另有14%的患者仅表现为非特异性血象异常。

WGS和WTS超越金标准达25%的病例

与常规诊断相比，WGTS在26例(25%)患者中提供了额外诊断信息。这些信息主要包括：13例患者的诊断得以细化，7例患者的治疗方案获得关键指导，1例患者的预后评估被修正。此外，6例患者中WGTS澄清了标准检测提示的异常，3例患者中首次证实了克隆性造血的存在。

展示WGS和WTS诊断价值的典型案例研究

案例一：一名61岁男性患者因不明原因溶血性贫血疑似MDS。常规分子检测未见异常，WGS检测出UBA1基因(p.Ala478Ser)突变，确诊为VEXAS综合征。该综合征以难治性自身炎症、发热、血细胞减少和骨髓增生异常为特征。

案例二：一名26岁男性患者疑似T细胞淋巴瘤或急性白血病，免疫分型提示成熟T细胞肿瘤，但无法区分淋巴瘤与白血病。WGS发现染色体11和17易位导致NUP98::BPTF融合，同时检出PTPN11突变。该融合基因常见于儿童急性髓系白血病(AML)和T细胞急性淋巴细胞白血病(T-ALL)，从而支持急性白血病的诊断，并为后续微小残留病(MRD)监测提供了分子标志物。

案例三：一名34岁女性患者患有低色素小细胞性贫血，常规检查排除常见病因。WGS发现11号染色体包含β-珠蛋白基因簇的3.8 Mb缺失，确诊为罕见的获得性εγδβ-地中海贫血。

WGS和WTS可为治疗决策提供重要依据

案例四：一名58岁男性患者贫血疑似MDS，但常规诊断均阴性。WGS发现Xq25区域包含STAG2基因的4.7 Mb隐匿性缺失。STAG2失活是髓系肿瘤的已知不良预后因素。WTS进一步显示CHI3L1等MAPK信号通路相关基因表达失调，提示患者可能对MEK抑制剂敏感，最终诊断为意义未明的克隆性血细胞减少症(CCUS)。

案例五：一名64岁女性急性白血病患者，免疫分型介于早期T细胞前体ALL(ETP-ALL)与微分化AML之间。细胞遗传学发现t(4;12)易位涉及PDGFRA基因区域。WGTS证实该重排导致PDGFRA表达显著升高，提示患者可能对酪氨酸激酶抑制剂治疗敏感。

案例六：一名41岁男性多发性骨髓瘤(MM)患者，在接受BCMA靶向CAR-T细胞疗法后早期复发。WGTS不仅检出TP53突变、超二倍体等多种高危特征，更重要的是发现16号染色体单体及16p13区域包含TNFRSF17基因(编码BCMA)的512 kb局灶缺失，导致BCMA靶点完全丢失。这一发现解释了CAR-T疗法耐药的原因，并提示后续应避免使用其他BCMA靶向疗法。

WGS和WTS对预后评估的有益影响

案例七：一名51岁男性AML患者，根据WHO标准诊断为伴成熟AML，核型正常，常规分子检测未见异常，被划分为中危组。WGTS在NPM1基因10号外显子检测到一个非常见突变(p.Ile269Alafs*7)，基因表达谱分析显示该患者与NPM1突变AML患者聚为一类。根据2022年欧洲白血病网(ELN)推荐，NPM1突变无FLT3-ITD突变提示预后良好，因此患者的风险分层得以从中危修订为良好。

WGTS分析的处理时间

在本研究中，WGTS分析的中位完成时间为27天(范围9-66天)。时间差异主要源于需要额外补送样本或重复测序。尽管加速WGTS诊断可在5-7天内完成，但本研究为经济高效而进行批次处理，导致时间延长。这并未体现WGTS技术本身快速、全面分析的潜力。

讨论与结论

SIRIUS研究前瞻性地证实，在金标准诊断无法明确的疑难血液肿瘤病例中，整合WGS和WTS的WGTS策略在四分之一的情况下能提供关键增量信息，深刻影响诊断、治疗和预后评估。WGTS的优势在于其全面性：一次检测即可替代多项传统检查，最大程度节约样本，并能快速整合最新科研发现(如VEXAS综合征相关的UBA1突变)。更重要的是，WGS能够揭示完整的基因组变异图谱并重构克隆结构，而WTS则能确认这些变异的转录活性和功能影响，二者结合为精准医疗奠定了坚实基础。

研究也客观指出了WGTS面临的挑战，包括对低比例或亚克隆突变检测灵敏度不足、海量数据处理和存储的技术要求、以及当前较高的成本。经济模型显示，当每位患者的WGS成本降至2000欧元以下且能识别出更多可干预靶点时，其成本效益比将更具优势。随着测序成本的持续下降和生物信息学能力的提升，WGTS有望在未来成为常规诊断的一部分。

综上所述，发表于《Leukemia》的这项研究强有力地证明，对于经过严格筛选的疑难血液肿瘤病例，WGTS是一项在医学、卫生经济学和伦理学层面均具有显著价值的诊断工具。它不仅能破解诊断谜题，改善患者结局，更能通过避免误诊误治和无效治疗，最终实现医疗资源的优化配置。未来，需要全球合作来填补疾病相关基因知识空白，并推动实验室技术和生物信息学工具的持续创新，以充分发挥基因组诊断在个性化医疗和改善患者照护中的巨大潜力。