肿瘤基因组分析和多基因检测

肿瘤基因组分析是对癌症DNA进行实验室分析，以识别其携带的体细胞改变，最常使用多基因检测——通过大规模平行测序，一次性检测数十到数百个癌症相关基因的分析方法。这些检测介于一次检测一个基因和对整个基因组进行测序之间，能够从有限的肿瘤材料中广泛覆盖具有临床和生物学重要性的基因。

Definition

多基因检测是一种靶向下一代测序分析，它同时检查肿瘤来源核酸中一组预定义的癌症相关基因的体细胞改变，包括点突变、小片段插入和缺失、拷贝数变异以及选定的重排。

Scope

本条目涵盖了基因组分析检测的定义、它们能检测的改变类型、它们与单基因检测以及全基因组或全外显子组测序的区别，以及如何解释和报告检测到的变异。它是肿瘤分子分析中的方法学参考，不规定应订购哪种检测或如何根据结果采取行动。

Core questions

• 给定的检测能够可靠地检测哪些类型的体细胞改变？
• 靶向检测在覆盖度和深度方面与全外显子组和全基因组测序有何不同？
• 如何对检测到的变异进行过滤、解释和分层报告，使其具有临床意义？
• 哪些分析因素——深度、检测限、样本质量——决定了检测的有效性？

Key concepts

• 靶向下一代测序
• 大规模平行测序
• 测序深度和覆盖度
• 检测限和变异等位基因频率
• 全面基因组分析
• 全外显子组和全基因组测序
• 分层变异解读
• 分析验证

Mechanisms

提取肿瘤核酸，通过杂交捕获或扩增子方法富集目标基因，并进行高深度测序，以便能够检测到仅存在于部分细胞中的变异。生物信息学流程对测序读段进行比对，识别点突变、小片段插入和缺失、拷贝数变异和选定的结构重排，并过滤掉种系和技术假象。多基因检测将测序集中在癌症相关基因上，这使得与全基因组方法相比，在相似成本下，对低频变异具有更高的深度和灵敏度，而全外显子组和全基因组测序则以深度换取广度。然后应用精选的知识库和标准化标准，根据其临床和生物学意义对每个变异进行分类。

Clinical relevance

基因组分析检测是分子肿瘤病理学的主要分析方法，也是大规模表征肿瘤的实用手段。作为一个参考主题，本条目解释了此类检测的工作原理以及其输出的结构和验证方式；它描述了实验室方法学和证据，并非为个体选择检测或治疗的依据。

Epidemiology

使用广泛的检测对大量肿瘤系列进行分析，量化了特定改变在不同癌症类型中的发生频率，并支持了基因组衍生指标，如肿瘤突变负荷，表明汇总了许多患者的检测数据可以描述人类癌症中体细胞改变的更广泛图景。

History

肿瘤的分子检测始于单基因和热点检测，但大规模平行测序的出现使得从常规的、通常很小的样本中一次性检测多个基因成为可能。经过验证的临床基因组分析检测在2010年代早期得到开发和描述，专业学会随后发布了用于解释和报告这些分析产生的体细胞变异的标准，从而将基于多基因检测的分析确立为一种明确的诊断实践。

Debates

靶向检测与全基因组或全外显子组测序的比较

靶向检测以较低的成本为已知癌症基因提供高深度和灵敏度，而更广泛的测序则能捕获预定义基因集之外的改变并支持全基因组指标；适当的广度取决于检测目的，并且仍然是一个活跃的方法学讨论。

Seminal works

• frampton-2013
• li-2017

Frequently asked questions

多基因检测与全基因组测序有何区别？

多基因检测以高深度测序一组预定义的癌症相关基因，这提高了对低频变异的灵敏度并降低了成本，而全基因组测序则以较低深度读取整个基因组，能够捕获任何位置的改变，但对罕见亚克隆变异的灵敏度较低。

基因组分析检测可以检测哪些类型的改变？

根据其设计，检测可以检测点突变、小片段插入和缺失、拷贝数变异以及选定的基因融合或重排，并可以支持肿瘤突变负荷等衍生指标。