新一代分子诊断技术在肿瘤精准医学中的应用报告
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[N Engl J Med 2013 Sep 5;369(10):985-6
– 50例接受缬更昔洛韦（Valcyte）治疗的胶质母细胞瘤患者2年生存 率为62%，对照组为18%（P<0.001）。治疗周期长的亚组预后更好， 2年生存率可达70%和90%
– 上海xx医院使用xxx抗病毒药物治疗xxx瘤获得突破性进展
数据库及文献挖掘
18
靶向基因捕获技术 （设计报告）
xxx个基因外显子及重点区域 全部基因平均覆盖98.5% 每个基因检测区域覆盖度 > 99% 每份样本测序深度10000X
6-phase selector
Method description:
Phase 2: max coverage “For each exon with SNVs covering ≥5 patients in LUAD and SCC, we selected the exon with highest RI that identified at least 1 new patient when compared to the prior phase.” – original paper
Whole genome
Only coding regions 16375 stopgain SNV 246 stoploss SNV 81 nonsynonymous SNV 6648 synonymous SNV 37 other 377 36 98797 2628 21487 7 1167336 15379 19054 468
– 临床诊断：小细胞肺癌 – 样本：芝麻大小肺组织样本
• 单细胞测序技术临床应用
– 2012年12月《Science》发表的单精子测序技术
单 细 胞 测 序
全基因组信号转导功能缺陷分析
Category exonic exonic,splicing splicing ncRNA_exonic ncRNA_splicing ncRNA_UTR3 ncRNA_UTR5 ncRNA_intronic UTR5 UTR3 UTR5,UTR3 intronic upstream downstream
Results
• This panel includes:
– 604 genes (not necessarily have all exons of this gene included in panel) – 782 exons – 120.1 kb in total, 154 bp per exon
2015年CSCO年会 厦门
基因变异类型检测 III：融合基因
• NGS检测融合基因
– RNA转录混合法
NCI-MATCH Sample Test --Oncomine Comprehensive Panel
肿瘤发病机制学说
• 肿瘤的器官发生学说 • 肿瘤的血液发生学说 • 肿瘤的泛感染发生学说及诊疗进展
6-phase selector
Method description: Phase 5: Predicted drivers “We included all exons from additional genes previously predicted to harbor driver mutations in NSCLC.” – original paper
Data required: predicted driver gene in HCC (from publication, 15 genes in reference paper)
6-phase selector
Method description: Phase 6: Add fusions “For recurrent rearrangements in NSCLC involving the receptor tyrosine kinases ALK, ROS1, and RET, the introns most frequently implicated in the fusion event and the flanking exons were included.” – original paper Not included (not under our consideration by far).
in dbSNP (percentage) Novelty novel novel ts novel tv novel ts/tv
– 后代HBOC风险提示
• 独特分型
– MLL3基因突变型小细胞肺癌（国际第一例报道）
整合国际肿瘤数据库的基因Panel设计与应用
• 超高深度基因测序Panel的设计
• 肿瘤负荷、继发耐药监控
Results shown by figures
In original paper the total patient number is 407, for us this number is only 202.
Fig1b From original paper
Data summary
基于iFISH-CTC技术的单Leabharlann Baidu胞测序临床应用
• 肿瘤早期检测
• 肿瘤个体化诊疗方案
8
iFISH-CTC技术 助力肿瘤精准医学研究
肿瘤早期iFISH-CTC检测数据 （2014.1----2015.8） • 5363例统计
癌种 乳腺癌 结直肠癌 肝癌 胰腺癌 肺癌 灵敏度 95.93% 93.18% 81% 97.73% 91.67%
精准医学（肿瘤领域）检测方案设计和质控
• 基于新一代测序（NGS）的肿瘤精准医学检测产品设计 • 全球多中心数据整合和数据质控
基于iFISH-CTC技术的单细胞测序临床应用
• 肿瘤早期检测 • 肿瘤个体化诊疗方案
整合国际肿瘤数据库的基因Panel设计与应用
• 超高深度基因测序Panel的设计 • 肿瘤负荷、继发耐药监控
胃癌
甲状腺癌 食管癌
92.59%
87% 81.8%
癌症早期筛查
受检者信息
检测路径
病理检查 结果：低分化腺癌
手术切除腺癌
2015年CSCO年会
厦门
肿瘤早期综合检测及预防案例 ----福建x州xx医院
1
循环肿瘤细胞检测 发现 22 个 肿瘤细胞
2
癌标NSE ：72.6（<17参考值） 肺癌高风险分析：XPC基因突变 提示：肺癌家族
精准医学（肿瘤领域）检测方案设计和质控
• 基于新一代测序（NGS）的肿瘤精 准医学检测产品设计
• 全球多中心数据整合和数据质控
新一代测序平台互补融合性
• 不同测序仪平台可以使用不同基因富集方法
• 捕获 • PCR
Ion
Ion
Illumina
Illumina
• 捕获
• PCR
基因变异类型检测 I：突变
54 10 7766 8514 277
Region/function
346万个突变！！
upstream,downstream
intergenic
Total Heterozygosity Het Hom Het rate transition transversion ts/tv ratio
2117152
• 基因全长（全外显子）的所有点突变
– 影响因素：基因富集覆盖度（90%） – 影响因素：测序深度（200X） – 报告中的突变 % – 灵敏度：1%
基因变异类型检测 II：拷贝数变异 （Copy Number Variation, CNV）
临床研究发现癌组织中 CNV与Mutation共存
肿瘤分型新概念 （C型肿瘤，M型肿瘤）
6-phase selector
Method description: Phase 4: RI >= 20 & >= 3 patients “Same procedure as phase 3, but using RI ≥ 20.” – original paper Data required: TCGA maf files (somatic mutation)
Data required: TCGA maf files (somatic mutation)
6-phase selector
Method description: Phase 3: RI >= 30 & >=3 patients “For each remaining exon with an RI ≥ 30 and with SNVs covering ≥3 patients in LUAD and SCC, we identified the exon that would result in the largest reduction in patients with only 1 SNV.” – original paper Data required: TCGA maf files (somatic mutation)
体内存在肿瘤细胞 影像学显示右肺弥 漫状阴影 （纤维化/癌变） 激光显微切割 单个CTC肿瘤细 胞
3
CTC升为2
CTC降为0
4
提示癌组织特征 及用药指导
定期随访和复查
6
5
单细胞全基因组 测序分析
12
基于iFISH-CTC技术的单细胞测序临床应用
• 肿瘤早期检测
• 肿瘤个体化诊疗方案
典型案例
• 2013年解放军总医院
• 202 patients in total • 199 patients covered by this panel • 199 (99%), 181 (90%), 158 (78%) patients with at least 1, 2, 3 SNVs • Mean RI is 22.67 (Recurrence Index, the higher this
3466108
16621
8799 7822 0.53 12628 3993 3.16 铂类药物 15945 (95.93%) 676 483 193 2.5
• 致病原因
–
Ts & Tv
1945649 1520459 0.56 2324651 1141457 2.04 BRCA2基因突变 3276099 (94.52%) 190009 116415 73594 1.58
– 50例接受缬更昔洛韦（Valcyte）治疗的胶质母细胞瘤患者2年生存 率为62%，对照组为18%（P<0.001）。治疗周期长的亚组预后更好， 2年生存率可达70%和90%
– 上海xx医院使用xxx抗病毒药物治疗xxx瘤获得突破性进展
数据库及文献挖掘
18
靶向基因捕获技术 （设计报告）
xxx个基因外显子及重点区域 全部基因平均覆盖98.5% 每个基因检测区域覆盖度 > 99% 每份样本测序深度10000X
6-phase selector
Method description:
Phase 2: max coverage “For each exon with SNVs covering ≥5 patients in LUAD and SCC, we selected the exon with highest RI that identified at least 1 new patient when compared to the prior phase.” – original paper
Whole genome
Only coding regions 16375 stopgain SNV 246 stoploss SNV 81 nonsynonymous SNV 6648 synonymous SNV 37 other 377 36 98797 2628 21487 7 1167336 15379 19054 468
– 临床诊断：小细胞肺癌 – 样本：芝麻大小肺组织样本
• 单细胞测序技术临床应用
– 2012年12月《Science》发表的单精子测序技术
单 细 胞 测 序
全基因组信号转导功能缺陷分析
Category exonic exonic,splicing splicing ncRNA_exonic ncRNA_splicing ncRNA_UTR3 ncRNA_UTR5 ncRNA_intronic UTR5 UTR3 UTR5,UTR3 intronic upstream downstream
Results
• This panel includes:
– 604 genes (not necessarily have all exons of this gene included in panel) – 782 exons – 120.1 kb in total, 154 bp per exon
2015年CSCO年会 厦门
基因变异类型检测 III：融合基因
• NGS检测融合基因
– RNA转录混合法
NCI-MATCH Sample Test --Oncomine Comprehensive Panel
肿瘤发病机制学说
• 肿瘤的器官发生学说 • 肿瘤的血液发生学说 • 肿瘤的泛感染发生学说及诊疗进展
6-phase selector
Method description: Phase 5: Predicted drivers “We included all exons from additional genes previously predicted to harbor driver mutations in NSCLC.” – original paper
Data required: predicted driver gene in HCC (from publication, 15 genes in reference paper)
6-phase selector
Method description: Phase 6: Add fusions “For recurrent rearrangements in NSCLC involving the receptor tyrosine kinases ALK, ROS1, and RET, the introns most frequently implicated in the fusion event and the flanking exons were included.” – original paper Not included (not under our consideration by far).
in dbSNP (percentage) Novelty novel novel ts novel tv novel ts/tv
– 后代HBOC风险提示
• 独特分型
– MLL3基因突变型小细胞肺癌（国际第一例报道）
整合国际肿瘤数据库的基因Panel设计与应用
• 超高深度基因测序Panel的设计
• 肿瘤负荷、继发耐药监控
Results shown by figures
In original paper the total patient number is 407, for us this number is only 202.
Fig1b From original paper
Data summary
基于iFISH-CTC技术的单Leabharlann Baidu胞测序临床应用
• 肿瘤早期检测
• 肿瘤个体化诊疗方案
8
iFISH-CTC技术 助力肿瘤精准医学研究
肿瘤早期iFISH-CTC检测数据 （2014.1----2015.8） • 5363例统计
癌种 乳腺癌 结直肠癌 肝癌 胰腺癌 肺癌 灵敏度 95.93% 93.18% 81% 97.73% 91.67%
精准医学（肿瘤领域）检测方案设计和质控
• 基于新一代测序（NGS）的肿瘤精准医学检测产品设计 • 全球多中心数据整合和数据质控
基于iFISH-CTC技术的单细胞测序临床应用
• 肿瘤早期检测 • 肿瘤个体化诊疗方案
整合国际肿瘤数据库的基因Panel设计与应用
• 超高深度基因测序Panel的设计 • 肿瘤负荷、继发耐药监控
胃癌
甲状腺癌 食管癌
92.59%
87% 81.8%
癌症早期筛查
受检者信息
检测路径
病理检查 结果：低分化腺癌
手术切除腺癌
2015年CSCO年会
厦门
肿瘤早期综合检测及预防案例 ----福建x州xx医院
1
循环肿瘤细胞检测 发现 22 个 肿瘤细胞
2
癌标NSE ：72.6（<17参考值） 肺癌高风险分析：XPC基因突变 提示：肺癌家族
精准医学（肿瘤领域）检测方案设计和质控
• 基于新一代测序（NGS）的肿瘤精 准医学检测产品设计
• 全球多中心数据整合和数据质控
新一代测序平台互补融合性
• 不同测序仪平台可以使用不同基因富集方法
• 捕获 • PCR
Ion
Ion
Illumina
Illumina
• 捕获
• PCR
基因变异类型检测 I：突变
54 10 7766 8514 277
Region/function
346万个突变！！
upstream,downstream
intergenic
Total Heterozygosity Het Hom Het rate transition transversion ts/tv ratio
2117152
• 基因全长（全外显子）的所有点突变
– 影响因素：基因富集覆盖度（90%） – 影响因素：测序深度（200X） – 报告中的突变 % – 灵敏度：1%
基因变异类型检测 II：拷贝数变异 （Copy Number Variation, CNV）
临床研究发现癌组织中 CNV与Mutation共存
肿瘤分型新概念 （C型肿瘤，M型肿瘤）
6-phase selector
Method description: Phase 4: RI >= 20 & >= 3 patients “Same procedure as phase 3, but using RI ≥ 20.” – original paper Data required: TCGA maf files (somatic mutation)
Data required: TCGA maf files (somatic mutation)
6-phase selector
Method description: Phase 3: RI >= 30 & >=3 patients “For each remaining exon with an RI ≥ 30 and with SNVs covering ≥3 patients in LUAD and SCC, we identified the exon that would result in the largest reduction in patients with only 1 SNV.” – original paper Data required: TCGA maf files (somatic mutation)
体内存在肿瘤细胞 影像学显示右肺弥 漫状阴影 （纤维化/癌变） 激光显微切割 单个CTC肿瘤细 胞
3
CTC升为2
CTC降为0
4
提示癌组织特征 及用药指导
定期随访和复查
6
5
单细胞全基因组 测序分析
12
基于iFISH-CTC技术的单细胞测序临床应用
• 肿瘤早期检测
• 肿瘤个体化诊疗方案
典型案例
• 2013年解放军总医院
• 202 patients in total • 199 patients covered by this panel • 199 (99%), 181 (90%), 158 (78%) patients with at least 1, 2, 3 SNVs • Mean RI is 22.67 (Recurrence Index, the higher this
3466108
16621
8799 7822 0.53 12628 3993 3.16 铂类药物 15945 (95.93%) 676 483 193 2.5
• 致病原因
–
Ts & Tv
1945649 1520459 0.56 2324651 1141457 2.04 BRCA2基因突变 3276099 (94.52%) 190009 116415 73594 1.58