《Nature Communications》：Rapid Whole Genome Sequencing Enhances Pediatric Cancer Diagnosis
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全基因组测序（WGS）已被证明可超越标准诊疗（SOC）遗传学检测改善诊断，并指导儿童癌症的精准治疗。尽管英格兰目前为疑似癌症儿童提供WGS，但临床工作流程通常在数周后返回结果，而临床决策常需在数日内作出。在此，研究人员评估了采用简化生物信息学的快速WGS（rW
全基因组测序（WGS）已被证明可超越标准诊疗（SOC）遗传学检测改善诊断，并指导儿童癌症的精准治疗。尽管英格兰目前为疑似癌症儿童提供WGS，但临床工作流程通常在数周后返回结果，而临床决策常需在数日内作出。在此，研究人员评估了采用简化生物信息学的快速WGS（rWGS）研究工作流程的可行性和有效性，以提供临床基因组发现（NCT07201038，Active，not recruiting）。在54名疑似或确诊恶性肿瘤儿童中，rWGS将平均端到端周转时间（TAT）从42天缩短至3天，同时提高变异检出率。其中，rWGS检出队列中155个临床可操作变异中的147个（95%），标准诊疗检测检出155个中的138个（89%）。在35名前瞻性评估患者子集中，临床医生报告，在17名（49%）患者中，rWGS要么（i）促进更快获得靶向治疗和风险分层，要么（ii）避免不必要的检查与治疗升级。这些发现表明，rWGS作为儿童肿瘤学一线诊断检测部署时具有可行性，并提示其临床效用。
论文解读：快速全基因组测序提升儿童肿瘤诊断
研究背景（Introduction）
儿童肿瘤精准诊治依赖对预后和治疗相关变异的快速识别。配对肿瘤与胚系（germline）全基因组测序（WGS）的临床效用已在儿童白血病和实体瘤中显示，可检出常规分子检测之外的预后及治疗变异。BCR-ABL、MYOD1、MYCN扩增和BRAF改变等驱动事件的快速识别为精准治疗提供机会。英格兰国家医疗服务体系基因组医学服务（NHS GMS）为所有疑似癌症儿童提供WGS，但周转时间（TAT）通常超过6周，原因包括血液肿瘤需成纤维细胞培养获取胚系DNA、新鲜冷冻样本DNA提取和文库构建等技术和流程要求。儿童肿瘤需在就诊后数日内开始诱导治疗，长TAT限制WGS临床效用。虽有研究显示快速基因组学在儿科重症监护中获益，但rWGS对疑似癌症儿童的可行性尚未证明。该研究发表于《Nature Communications》，旨在评估rWGS能否在不牺牲临床可操作变异检出的前提下缩短TAT。
研究设计与结论概述
研究人员招募54名疑似或确诊癌症儿童，平均诊断年龄6.9岁（范围0–17.5岁），2023年4月至2025年3月，注册NCT07201038。35名前瞻性入组，在初诊或复发时采集骨髓（BM）、血液或新鲜冷冻组织；19名使用存档新鲜冷冻组织。所有病例接受基于Illumina TruPath Genome的rWGS。结果显示，rWGS将平均端到端TAT从42天降至3天，并检出147/155（95%）临床可操作体细胞（somatic）和胚系变异，而NHS GMS WGS检出138/155（89%）。前瞻性队列中17/35（49%）临床医生报告可测量照护改善。研究人员认为rWGS作为儿童肿瘤学一线诊断检测具有可行性并提示临床效用。
关键技术方法（Methods）
该研究为单中心可行性/准确性评估，纳入<25岁癌症或疑似癌症患者，遵循NHSE临床诊断WGS指南，经伦理批准，注册NCT07201038，2023年4月至2025年3月招募。队列来自英国三级儿童血液肿瘤中心及NHS East GLH。前瞻性35例在初诊或复发时采集BM、外周血（PB）或新鲜冷冻组织，回顾性19例使用存档新鲜冷冻组织。关键技术包括Illumina TruPath Genome rWGS，通过flowcell结合转座子进行on-flow cell建库，直接使用DNA或BM/PB粗裂解液，生成短读长并利用邻近纳米孔信息进行长距离定相；GRCh
38比对；DRAGEN体细胞和胚系流程进行单核苷酸变异（SNV）、插入/缺失（Indels）、拷贝数变异（CNV）、结构变异/融合、肿瘤突变负荷（TMB）和突变特征分析；Nirvana注释；并与NHS GMS WGS及荧光原位杂交（FISH）、单核苷酸多态性（SNP）、RNA测序、靶向二代测序（NGS）等SOC平行比较。
研究结果（Results）
患者队列与样本：54名儿童，104个样本，覆盖37种儿童血液和实体肿瘤实体，包括白血病、淋巴瘤、中枢神经系统（CNS）肿瘤、神经母细胞瘤、Wilms瘤及更罕见实体。rWGS肿瘤中位覆盖深度137×（IQR 51.2），胚系84×；GMS-WGS分别为97×（IQR 17.4）和42×。通过队列构成和测序深度比较得出rWGS可覆盖广泛诊断类型。
临床可操作变异检出：rWGS检出147/155（95%）临床可操作体细胞和胚系变异，重现突变特征和TMB估计。8个未检出变异为NHS国家基因组检测目录定义的临床可操作变异，不一致归因于肿瘤异质性或低变异等位基因频率（VAF），但未改变各患者临床诊断或管理。GMS-WGS检出138/155（89%），17个临床相关可报告变异仅由rWGS检出。甲基化分析不由WGS覆盖，CNS肿瘤等有指征时单独分析。
周转时间：rWGS将平均端到端TAT从42天（SD 30）降至3天（SD 1.24）。GMS-WGS亚组平均为血液肿瘤63天、实体瘤29天；rWGS两组均3天。时间节省包括去除白血病患者DNA提取和成纤维细胞培养，以及所有患者文库合成，因rWGS可直接将DNA或粗裂解液上flowcell。rWGS在新鲜和存档新鲜冷冻标本中检测等效，包括低细胞肿瘤。
临床决策影响：前瞻性35例中17例（49%）因诊断时间缩短、风险分层更准确、精准医学或避免不必要程序和治疗而获得可测量改善。回顾性19例经三名独立临床医生审查，9例（47%）若结果在初诊时可用可能获益。仅rWGS检出的额外变异使6名患者临床获益。患者13为异基因干细胞移植后，无法行GMS-WGS，rWGS诊断复发混合表型急性白血病（MPAL），检出流式细胞术和常规分子检测不明显的亚克隆淋巴细胞变异。患者22和49表现为软组织病变，rWGS诊断为非恶性，避免不必要的中央静脉导管等侵入性操作；患者49检出ACVR1胚系致病性变异，确诊进行性骨化性纤维发育不良（FOP），轻微创伤可触发软组织钙化。患者52胰腺腺泡细胞癌检出新型NKD2-BRAF融合，可靶向抑制MEK通路。两例Wilms瘤在无肿瘤样本时通过rWGS排除胚系易感，可能指导手术规划，避免为综合征病例保留的肾单位保留策略。患者66纵隔淋巴瘤伴危及生命表现，胸水分子诊断避免高风险活检。
白血病分子诊断简化：对BM或PB进行肿瘤-only测序，可在数日内从单一样本获得微小残留病（MRD）标志、细胞遗传学亚组风险分层和药物基因组学分析。患儿68为唐氏综合征疑似短暂异常髓系增生，仅用PB rWGS确认体细胞GATA1突变和胚系21三体，支持监测并避免不必要化疗，尽管原始细胞计数升高。若干病例PB测序提供足够诊断信息，可能避免侵入性BM活检。
技术优势：rWGS可进行胚系变异定相，并改善重复基因组区域检测。长距离单倍型解析将PMS2变异分配到不同亲本等位基因，确诊构成性错配修复缺陷（CMMRD），确认免疫检查点抑制资格（患者69）。利用flowcell邻近数据的体细胞融合过滤方法确认难定位基因组区域中的新型融合，如ATXN1::NUTM2D（患者46），显示结构变异高准确检测潜力。
讨论与结论（Discussion）
该研究评估rWGS增强儿童肿瘤临床诊断的可行性。英国尚无儿童肿瘤WGS预期TAT的公开指南；East GLH观察TAT为2–6周，全国平均从送检DNA或肿瘤样本至发布临床报告为4–6周。该研究通过简化技术和信息学流程，显示3天内发布报告的可行性。数据质量和缩短TAT增强WGS临床诊断效用。rWGS流程另一优势是可进行肿瘤-only或胚系优先分析。临床医生报告3天TAT改善及时实施靶向治疗和药物基因组指导治疗、更早临床试验入组、避免不必要程序，并认为约半数病例管理可获益。研究人员指出需进一步研究重复性、临床获益、成本效益及国家医疗框架内可扩展性。该研究未设计评估成本节省或临床影响，局限为样本量较小、单中心、非随机，需大规模多中心研究。研究结论翻译：这些发现表明，当rWGS作为儿童肿瘤学一线诊断检测部署时具有可行性，并提示其临床效用。
