【佳學基因檢測】腫瘤醫(yī)院進行 114 個癌癥相關靶向藥物基因檢測包的應用研究

腫瘤基因檢測與靶向用藥導讀

腫瘤組織的下一代測序（NGS）（即臨床測序）可以通過發(fā)現(xiàn)有關具有診斷和治療意義的可操作基因畸變的信息來指導臨床管理。在這里，基因檢測包須包含的基因的驗證性分析研究小組進行了一項基于醫(yī)院的前瞻性研究（TOP - GEAR項目，第二階段），以研究通過NGS基因測序后，通過基因解碼分析 114 個癌癥相關基因（NCC ）的可行性和實用性（基因檢測包基因檢測）?；驒z測包須包含的基因的驗證性分析研究小組檢查了 230 例（包括 30 多種腫瘤類型）晚期實體瘤，所有這些都與非腫瘤樣本相匹配。根據(jù)三大癌癥中心發(fā)布的下一代癌癥診斷和治療中的下一代測序臨床實踐指南（第 1.0 版），獲得了 187 例（81.3%）的基因分析數(shù)據(jù)，其中 111 例（59.4%）存在可操作、可以采用靶向藥物治療的基因畸變。此后，有 25 例 (13.3%) 病例根據(jù)其基因異常接受了分子靶向治療。這些結果表明腫瘤分析多重基因組檢測在腫瘤臨床環(huán)境中的效用。本研究已在UMIN臨床試驗注冊中心 ( UMIN 000011141) 注冊。

腫瘤正確用藥基因檢測包臨床實驗關鍵詞：

可操作基因畸變，臨床測序，基因檢測，保險報銷，NCC Oncopanel，可以干預

1、腫瘤靶向用藥臨床基因檢測包簡介

在臨床環(huán)境中，大規(guī)模并行下一代測序 (NGS) 能夠同時檢查 100 多個基因，以檢測“可操作”的突變，幫助腫瘤學家診斷和選擇涉及分子靶向藥物的潛在治療方案。 這種系統(tǒng)被稱為“腫瘤分析多重基因面板測試”或更簡單的“基因面板測試”。美國臨床實驗室改進修正案 (CLIA) 認證的實驗室已經(jīng)實施了多種基于 NGS 的基因組測試。例如，紀念斯隆凱特琳癌癥中心的科學家實施了 MSK-IMPACT（可操作癌癥目標的綜合突變分析）測試來檢查 348 個基因，并報告說，在 10 000 名接受調(diào)查的患者中，37% 的患者至少有 1 個可操作的突變，而 11%在接受 MSK-IMPACT 測試的前 5009 名患者中，隨后參加了基因組匹配的臨床試驗。Foundation Medicine（美國馬薩諸塞州劍橋）開發(fā)了 FoundationOne CDx 測試來檢查 324 個基因和腫瘤突變負荷 (TMB)，是一種新興的對免疫檢查點阻斷療法敏感的生物標志物。這兩項測試現(xiàn)已獲得 FDA 批準，通過促進保險報銷，進一步促進了美國的癌癥基因組醫(yī)學。日本的常規(guī)腫瘤學實踐中尚未實施基因組檢測；即，他們沒有得到日本厚生勞動省 (MHLW) 運營的國民保險系統(tǒng)的報銷。然而，一些學術機構已經(jīng)研究了基因檢測的可行性和實用性，

基因檢測包須包含的基因的驗證性分析研究小組一直在進行一項基于醫(yī)院的前瞻性隊列研究，以研究使用國家癌癥中心 (NCC) Oncopanel 測試對 114 個癌癥相關基因進行基于 NGS 分析的可行性和實用性（表

表格1:NCC Oncopanel 基因檢測包中的腫瘤相關基因列表 (n = 114)

在這里，基因檢測包須包含的基因的驗證性分析研究小組總結了 TOP-GEAR 第二階段分析的前 230 個案例的結果。結果表明基因組測試在臨床腫瘤學環(huán)境中的可行性和實用性。從 2018 年 4 月起，日本 50 家癌癥基因組醫(yī)學核心和聯(lián)絡醫(yī)院（在 Advanced Medical Care B 系統(tǒng)內(nèi)）對 NCC Oncopanel 測試進行測試，以驗證其可行性和實用性。

2. 腫瘤靶向用藥基因檢測包臨床試驗患者的選擇和數(shù)據(jù)注方法

2.1. 患者人群

年齡在 16 歲或以上、經(jīng)組織病理學診斷為實體瘤以及將完成或已經(jīng)完成標準化療的患者被納入 TOP-GEAR 研究 (n = 248)。接下來，檢查每個病例中腫瘤細胞含量為 10% 或更高的存檔福爾馬林固定石蠟包埋 (FFPE) 腫瘤組織的可用性（病理學家通過計算每個組織中腫瘤和非腫瘤細胞的細胞核來估計腫瘤細胞含量）；在研究中分析了適當?shù)陌咐?，以解決 NCC Oncopanel 測試 (n = 230) 的可行性和實用性。該研究得到了 NCC 機構審查委員會的批準，所有患者都提供了書面知情同意書，以將基因組和臨床數(shù)據(jù)用于研究目的。征得同意后，患者還被問及是否會分別向治療醫(yī)師報告他們的體細胞和生殖系基因改變的結果。在分析的 230 例病例中，分別有 228 例（99.1%）和 219 例（95.2%）同意接受體細胞和生殖系檢測結果；因此，結果相應地返回給患者。

2.2. 基于下一代測序的多重基因檢測包（NCC Oncopanel 檢測）

NCC Oncopanel 檢測是一種基于雜交捕獲的 NGS 檢測，旨在檢測 114 個臨床或臨床前相關基因的整個編碼區(qū)的突變、擴增和純合缺失，以及面板中包含的 12 個癌基因的重排（表

2.3. 生物信息學分析

在使用 Cutadapt 程序去除接頭序列后，使用 Burrows-Wheeler Aligner 和 Burrows-Wheeler Aligner-Smith-Waterman 算法將 NGS 讀數(shù)映射到人類參考基因組。根據(jù)病理檢查定義的腫瘤細胞含量設置基因畸變調(diào)用的平均讀取深度覆蓋的閾值；細胞含量超過 50% 的樣本閾值為 200，細胞含量為 20%-50% 的樣本為 250，細胞含量低于 20% 的樣本為 500。對于平均讀數(shù)覆蓋深度高于這些閾值的樣本，使用 cisCall 程序（版本 7.1.5）檢測體細胞突變（單核苷酸變異和短插入和缺失 (indels)）、基因擴增、純合缺失和基因融合.變異等位基因頻率大于或等于 5% 的突變和拷貝數(shù)增加超過 4 倍的擴增被定義為陽性?？截悢?shù)減少少于 0.5 倍的基因被認為是純合缺失候選者，并使用 Integrative Genomics Viewer (IGV) 通過人工檢查來判斷。來自 refGene (20150219)、ensGene (20140406) 和 COSMIC（版本 71）

美國醫(yī)學遺傳學和基因組學學會（ACMG ) 建議報告偶然或次要發(fā)現(xiàn)，GATK 計劃檢測到

2.4. 可操作的定義

用于藥物選擇的可操作基因異常是那些預計會賦予已批準靶向藥物或目前在臨床試驗中的實驗性靶向藥物敏感性/抗性的基因異常。根據(jù)下一代測序在癌癥診斷和治療中的臨床實踐指南（由日本醫(yī)學腫瘤學會、日本臨床腫瘤學會和日本癌癥協(xié)會發(fā)布），為每個基因畸變添加了證據(jù)水平。

2.5. 腫瘤突變負擔（負荷）

腫瘤突變負擔定義為每兆堿基基因組檢查的體細胞、編碼、堿基替換和插入缺失突變的數(shù)量（即突變總數(shù)除以 1.38 Mb [NCC Oncopanel 檢測覆蓋的目標區(qū)域的基因組大小] ）。對目標基因編碼區(qū)的所有堿基替換和插入缺失，包括同義改變進行計數(shù)。從肺癌、乳腺癌和卵巢癌 (n = 20) 的腫瘤和非腫瘤組織中提取的 DNA，其 TMB 先前通過全外顯子組測序進行了 NCC Oncopanel 分析，以驗證其用于估計 TMB 的效用。

2.6. 分子腫瘤基因檢測專家組

NCCH 的一個多學科團隊在分子腫瘤委員會會議上討論了可行的基因畸變和可能的治療方法，該團隊稱為“專家小組”，每月開會兩次。董事會成員包括醫(yī)學腫瘤學家、兒科腫瘤學家、病理學家、基因組研究人員、生物信息學家和遺傳咨詢師。委員會成員討論了基因知情的治療方案和其他問題，例如病理診斷的授權和體細胞/種系變異的解釋。該報告被退回給治療醫(yī)生，他們向患者解釋了細節(jié)。

3. 腫瘤正確用藥基因檢測包的分析結果

3.1. 測試的可行性

2016 年 5 月至 2017 年 5 月，TOP-GEAR 招募了 248 名患者，并檢查了是否有合適的腫瘤組織（圖1）

187例包括30多種腫瘤。主要腫瘤類型如圖

3.2. 包含可操作基因畸變的病例百分比

在獲得基因分析數(shù)據(jù)的 187 例病例中，有 156 例檢測到至少 1 處基因異常（83.4%）（圖2）

根據(jù)證據(jù)級別 1A-3A，109 例（58.2%）至少存在 1 個可操作的基因畸變（圖2）

接下來，基因檢測包須包含的基因的驗證性分析研究小組檢查了每種腫瘤類型的病例百分比（圖

3.3. 高 TMB 病例的比例

為了檢查 NCC Oncopanel 測試評估 TMB 的能力，基因檢測包須包含的基因的驗證性分析研究小組使用 NCC Oncopanel 測試檢查了另外 20 個癌癥病例，在這些病例中，在以前的研究中通過全外顯子組測序測量了 TMB。然后基因檢測包須包含的基因的驗證性分析研究小組比較了 2 次測定產(chǎn)生的 TMB 值。NCC Oncopanel 檢測產(chǎn)生的 TMB 值（減去相應外周血 DNA 中檢測到的種系變異后每兆堿基的體細胞突變數(shù)）與全外顯子組測序結果顯示出強相關性（R 2  = 0.98），表明 NCC Oncopanel 測試比其他基因面板測試更適合作為評估 TMB 的工具（圖

下一代測序在癌癥診斷和治療中的臨床實踐指南中的證據(jù)級別 1A-3A對應于分子病理學協(xié)會、ACMG、美國臨床腫瘤學會和美國學院發(fā)布的指南中的證據(jù)級別 A-C病理學家。因此，同樣比例（即 59.4%）的病例也被判定為基于證據(jù)級別 A-C 的異常陽性；即，他們有臨床上顯著的基因畸變。

3.4. 根據(jù)可操作的基因畸變進行藥物治療

截至 2018 年 5 月 31 日，即在賊后一個病例入組后約 1 年，根據(jù) NCC Oncopanel 檢測檢測到的可操作基因異常進行藥物治療。總共有 25 例 (13.4%) 病例根據(jù)其確定的基因畸變接受了分子靶向藥物（表

表 2：根據(jù)可操作基因畸變接受分子靶向治療的癌癥病例（n = 25）

ADC，抗體藥物偶聯(lián)物；AYA，青少年和年輕成人（15-39 歲）；F，女；FGFR，成纖維細胞生長因子受體；HDM2，人雙分鐘2同源物；HER2，人表皮生長因子受體2；男，男；TOP-GEAR，Onco-Panel 的基因分析試驗以估計癌癥治療期間的不良事件和反應；TORC1/2，雷帕霉素復合物靶點 1/2；是的，是的；n，沒有。

3.5. 基于可操作基因畸變的診斷和預后

使用 NCC Oncopanel 測試的基因分析結果也用于診斷和預后。在 6/187 (3.2%) 名患者中發(fā)現(xiàn)了導致遺傳性癌癥的種系突變（表3)

表3:在接受標準化療的 6 名實體瘤患者中檢測到種系突變

-， 未注冊; F，女；M，男；TOP-GEAR，Onco-Panel 的基因分析試驗以估計癌癥治療期間的不良事件和反應。

4. 腫瘤靶向用藥114基因檢測包使用效果分析及共識

在這里，基因檢測包須包含的基因的驗證性分析研究小組展示了一項前瞻性研究的結果，該研究旨在使用 NCC Oncopanel 測試分析 114 個癌癥相關基因。包括生物信息學分析在內(nèi)的測試是在 NCCH 的質(zhì)量高效實驗室進行的。在分析的 230 例病例中，獲得了 187 例（81.3%）的基因分析數(shù)據(jù)。相應的外周血 DNA 用于正確解決體細胞和種系突變以及 TMB。187 個樣本包括日常診所使用的手術或活檢 FFPE 標本，涵蓋了 30 多種癌癥類型，包括罕見的癌癥。大約一半的標本（n = 112, 48.7%）來自日本的醫(yī)院，而不是 NCCH。成功率與在 CLIA 高效實驗室進行的其他基因組測試報告的成功率相似 (80%-85%) 在美國。

在 83.4% 的分析病例中檢測到至少 1 個基因異常，59.4% 的病例具有可操作的基因異常，包括高 TMB。這一結果也與美國使用不同基因組測試的前瞻性研究報告的結果相當；這些測試在大約一半的檢查病例（40%-60%）中檢測到了可操作的基因異常。因此，基因檢測包須包含的基因的驗證性分析研究小組得出結論，NCC Oncopanel 測試在日本的臨床環(huán)境中是可行的。測試失敗的原因包括低質(zhì)量/數(shù)量的 DNA 和組織交叉污染。在 3.9% 的研究樣本中檢測到組織交叉污染；這是賊近討論的一個主要的分析前問題?；驒z測包須包含的基因的驗證性分析研究小組研究的這一比率與賊近的一份報告一致，該報告表明，在常規(guī)臨床測序期間，3% 的病例顯示出具有臨床意義（即超過 5%）的交叉污染水平。在基因檢測包須包含的基因的驗證性分析研究小組的研究中，大多數(shù)交叉污染的組織樣本產(chǎn)生的 DNA 質(zhì)量差和/或產(chǎn)量低（表

與藥物選擇相關的可操作基因異常的癌癥病例百分比（65.5%）高于肉瘤病例（33.3%）。所有類型腫瘤的這些百分比將在未來通過開發(fā)針對當前“不可治療”改變的藥物而增加，例如 SWI/SNF 染色質(zhì)調(diào)節(jié)基因中

NCC Oncopanel 測試導致 25 例（13.4%）根據(jù)可操作的基因畸變進行藥物治療。其中包括 7 例青少年和年輕成人（15-39 歲）和罕見癌癥（表

NCC Oncopanel 測試賊近在 MHLW（OncoGuide NCC Oncopanel 系統(tǒng)）的 SAKIGAKE 計劃中獲得了 PMDA 的批準，并將由國家保險系統(tǒng)報銷。實施后，仍將面臨若干挑戰(zhàn)。首先，癌癥基因組數(shù)據(jù)量每天都在增加；因此，基因畸變在治療、診斷和預后方面的意義需要不斷重新評估。臨床腫瘤學家和分子腫瘤委員會成員必須及時了解有關可操作基因畸變和研究藥物的信息。日本 NCC 癌癥基因組學和高級治療中心正在建立的癌癥知識數(shù)據(jù)庫將有很大幫助（https://www.ncc.go.jp/en/information/2018/0601/index.html）。其次，NCC Oncopanel 檢測分析腫瘤和非腫瘤 DNA；因此，將鑒定種系突變。導致遺傳病的種系突變存在于一小部分東亞人中。

Cancer Sci

 2019 Apr;110(4):1480-1490. doi: 10.1111/cas.13969. Epub 2019 Apr 2.

Feasibility and utility of a panel testing for 114 cancer-associated genes in a clinical setting: A hospital-based study