定量聚合酶链反应与AscentTM低深度全基因组测序用于脑脊液肿瘤来源DNA基因拷贝数变异的分析验证

《Journal of Molecular Pathology》：Analytical Validation of Quantitative Polymerase Chain Reaction and AscentTM Low-Pass Whole Genome Sequencing to Report on Gene Copy Number Variants in Cerebrospinal Fluid Tumor-Derived DNA

　　

背景：基因水平拷贝数变异（copy number variants, CNVs）的评估用于诊断和治疗决策已成为标准做法，通常采用下一代测序（next-generation sequencing, NGS）、免疫组织化学（immunohistochemistry, IHC）和/或荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization, FISH）检测肿瘤组织中的基因扩增/缺失。与大多数实体瘤不同，中枢神经系统（central nervous system, CNS）肿瘤由于侵入性脑外科手术相关风险（可能导致死亡或相关并发症），难以通过切除和/或活检进行评估，因此需要替代方法。方法：本研究展示了使用定量聚合酶链反应（quantitative PCR, qPCR）直接从脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）来源DNA以及从Ascent^TM低深度全基因组测序（low-pass whole genome sequencing, LP-WGS）文库中检测基因CNVs的分析验证，证明了与肿瘤组织中使用的金标准NGS/IHC/FISH的一致性。结果：qPCR检测ERBB2（erb-b2 receptor tyrosine kinase 2）基因扩增的分析灵敏度为100%，EGFR（epidermal growth factor receptor）为83%，特异性分别为96%和100%。qPCR检测CDKN2A/2B（cyclin-dependent kinase inhibitor 2A/2B）基因缺失的分析灵敏度为60%，MTAP（methylthioadenosine phosphorylase）为100%，所有三个基因的特异性均为100%。Ascent^TM在相同基因评估中表现出比qPCR更高的灵敏度（100%），并与已知CNV状态有100%阳性一致率和100%阴性一致率。结论：结果表明，鉴于CSF中细胞稀少限制了IHC和FISH的使用，qPCR和Ascent^TM为评估基因拷贝数（copy number, CN）状态提供了高灵敏度、新颖、微创的方法，以指导CNS癌症的诊断和管理。

基因水平拷贝数变异（copy number variants, CNVs）涉及特定DNA片段的异常增加（扩增）或减少（缺失），与肿瘤进展、转移和治疗耐药相关。在原发性中枢神经系统（central nervous system, CNS）肿瘤中，关键基因水平CNV包括表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor, EGFR）扩增和细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂2A/2B（cyclin-dependent kinase inhibitor 2A/2B, CDKN2A/2B）位点缺失；胶质母细胞瘤中还存在PTEN、RB1缺失