遗传性乳腺癌和卵巢癌(HBOC)患者临床全基因组测序:概念、实施与诊断价值提升

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:The Breast 5.7

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  为解决遗传性乳腺癌和卵巢癌综合征(HBOC)诊断率不足的临床难题,德国研究团队通过短读长全基因组测序(srGS)对818例符合临床标准的患者进行系统性分析。研究发现srGS较外显子测序(ES)显著减少测序缺口(如BARD1基因缺口率从0.5%降至0.14%),检出12.2%的致病/可能致病(LP/P)变异,包括BRCA1串联重复和BARD1全外显子倒位等传统方法难以识别的结构变异。研究首次在德国人群中验证BRIDGES-PRS(多基因风险评分)的预测效能(p=4.804-14),并发现3.02%患者携带可干预的次要发现。该成果为基因组测序在癌症遗传诊断中的临床应用提供了重要循证依据。

  

遗传性乳腺癌和卵巢癌诊断的基因组革命
在癌症遗传学领域,遗传性乳腺癌和卵巢癌综合征(HBOC)始终是研究的焦点。尽管BRCA1和BRCA2等基因的发现为临床诊断带来突破,但现有外显子测序(ES)或靶向panel检测仍面临两大困境:约75%的高风险家族仍无法获得明确遗传解释,且传统方法对结构变异(SV)和深内含子变异的检测能力有限。更棘手的是,多基因风险评分(PRS)在不同人群中的适用性尚未验证,而临床亟需能整合多种遗传标记的一站式解决方案。

为突破这些技术瓶颈,德国蒂宾根大学医院领衔的研究团队开展了一项大规模真实世界研究。研究人员采用短读长全基因组测序(srGS)对818例符合德国HBOC诊断标准的患者进行检测,平均测序深度达41.2x,同时建立千人对照组验证BRIDGES-PRS的跨人群适用性。研究创新性地结合长读长测序(lrGS)和转录组测序(TS)技术,构建了多维度的遗传分析体系。

关键技术方法
研究采用Illumina NovaSeq6000平台进行srGS(2×152bp),对比实验室现有ES数据;通过megSAP生物信息学流程分析单核苷酸变异(SNV)、插入缺失(indel)和结构变异;对19例样本进行牛津纳米孔长读长测序(平均36.5x);对127例患者实施血转录组测序(平均1.21亿reads);基于BRIDGES研究中的306个SNP计算PRS,并利用CanRisk工具进行风险建模。

主要研究发现
基因组测序在大型HBOC队列中的应用
研究纳入815例患者(696例乳腺癌,106例卵巢癌),srGS展现出显著技术优势:核心基因平均覆盖均匀度达96.32%(ES为93.56%),BARD1等中风险基因的测序缺口减少60%以上。在12.2%患者中检出100个LP/P变异,包括9个传统方法可能漏检的结构变异。典型案例包括:通过拆分读段(split-read)鉴定的BRCA1外显子13串联重复,以及通过配对末端读段识别的BARD1内含子区倒位。

多基因风险评分的临床转化
研究首次证实BRIDGES-PRS在德国队列的有效性:乳腺癌患者PRS z分数显著高于对照组(Cohen’s D=0.476),且未检出单基因变异的患者PRS更高(z=0.42 vs 0.19)。值得注意的是,20.8%患者位于PRS第90百分位以上,提示多基因效应可能解释部分"未明原因"的家族聚集病例。

创新技术互补验证
长读长测序在结构变异解析中展现独特价值:成功定位ATM基因外显子62-63串联重复的精确断点(位于重复序列区,srGS无法解析)。而转录组测序虽受限于HBOC基因在血液中的低表达(BRCA2几乎不表达),仍成功验证61%的剪接变异,包括CHEK2深内含子变异c.1009-118_1009-87delinsC的异常剪接证据。

诊断范式的革新意义
这项研究确立了全基因组测序在HBOC诊断中的核心价值:

  1. 技术优势:较传统方法提升3.5%的目标区域覆盖度,结构变异检出率提高50%,且能同步分析PRS和次要发现。
  2. 临床价值:解决12%家庭的遗传咨询需求,其中3%通过次要发现获得跨疾病干预机会(如检出的MLH1林奇综合征相关变异)。
  3. 经济学效益:单次检测替代传统"ES+MLPA+PRS芯片"组合方案,缩短报告周期约40%。

研究同时指出未来方向:长读长测序在解决复杂SV中的潜力(需成本降低),以及开发乳腺组织特异性转录组以提高变异解读率。这些发现为国际指南更新提供了关键证据,标志着癌症遗传诊断进入全基因组时代。

(注:所有数据均源自原文,技术术语如srGS=短读长全基因组测序;LP/P=致病/可能致病变异;PRS=多基因风险评分;SV=结构变异)

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