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创新高阶多重数字PCR实现非小细胞肺癌EGFR 19种突变精准临床检测

2024-12-16     来源:本站     点击次数:400

导读
非小细胞肺癌(NSCLC)是全球范围内发病率和死亡率最高的癌症之一,表皮生长因子受体(EGFR)是NSCLC进展重要的驱动基因,其突变状态与患者疗效和预后监测评估密切相关。准确、快速地检测EGFR突变对于NSCLC的精准治疗至关重要。传统的检测方法如Sanger测序、ARMS-PCR、NGS等存在灵敏度不足、通量较低或患者负担较重等局限性问题。

Stilla Technologies研究人员在Lung Cancer Methods and Protocols这本书中编写了题为“6-Color Crystal Digital PCR™ for the High-Plex Detection of EGFR Mutations in Non-Small Cell Lung Cancer ”的文章。详细介绍新型的高阶多重数字PCR技术用于高通量检测非小细胞肺癌(NSCLC)中的EGFR基因突变,描述了实验流程、材料、方法和结果,展示了多重数字PCR系统在快速获得大量突变信息方面的优势,凸显了其在肿瘤基因分型和液体活检监测中的潜力。

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 研究亮点:
本研究采用了先进的6-Color Crystal Digital PCR™技术,实现了EGFR突变的高通量、高灵敏度和高阶多重检测。与传统技术相比,在检测精度和多重突变分析能力方面展现出显著优势,能够同时精准定量检测19种EGFR突变,极大提高了检测的可靠性和效率,为临床的决策提供更有效的数据。

 研究结果:
作者优化的高阶多重检测方案(见下图)能够单孔内同时检测五种药物敏感突变(p.L858R,p.L861Q,p.G719S,p.G719A,p.G719C),12种不同的19号外显子插入缺失变异,以及两种耐药突变(p.T790M和p.C797S),检测样本适用于NSCLC患者的肿瘤组织和cfDNA (cell-free DNA)。

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▲EGFR 6-Color Crystal Digital PCR™检测中引物和探针的基因组定位以及扩增子的大小。该6色EGFR检测试剂包括七个探针,分别针对G719A/C/S、L858R和L861Q敏感性突变以及T790M和C797S耐药突变。EGFR 19号外显子插入缺失变异具有可变的基因组序列,采用了drop-off检测方法。该方法包括一个参考探针,该探针与突变型和野生型等位基因均具有互补性;以及一个drop-off探针,该探针跨越突变位点,但仅与野生型序列互补。在存在野生型等位基因的情况下,两个探针与其靶标杂交,产生双阳性信号。然而,在存在突变型等位基因的情况下,只有参考探针而非drop-off探针会与其靶标退火,产生单阳性信号。关于drop-off检测的更多细节,请参见:https://www.stillatechnologies.com/application-notes/。

作者对9种DNA标准品进行梯度稀释,每种DNA携带一种EGFR突变,背景为WT DNA。通过对该高阶多重检测方案进行测试,检测到突变频率在2.5%到0.1%之间时,均具有极好的线性关系(见下图)。

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▲EGFR 6-Color Crystal Digital PCR™检测的性能。在每25μL反应中含有104拷贝野生型DNA和400拷贝内部阳性对照DNA的背景下,对突变型DNA进行2.5%到0.1%的系列稀释,每个反应拷贝数的理论和检测值之间进行线性回归,得到的R²范围为0.9917到1。

每个荧光通道阴阳性微滴的荧光阈值设置如下图所示。设置阈值时,应将阳性和阴性对照的点图与样本的点图一起合并分析。确保在阈值设置后,阳性对照中的阳性微滴可以被正确统计。

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▲使用FAM通道(x轴)进行阈值设置:(A)野生型DNA和外显子19缺失(ATTOTM700通道),(B)L858R、L861Q和G719X突变(Cy®5通道),(C)T790M突变(YY®通道),(D)C797S突变(ROX通道),以及(E)内参(Cy®3通道)。

结论:
6-Color Crystal Digital PCR™技术为非小细胞肺癌患者EGFR突变的检测提供了一个高效、精准和经济性的解决方案。其高灵敏度、多重检测能力和定值准确性,为临床提供了更可靠的诊断工具,也为患者个性化治疗策略的制定提供了坚实的数据支持。随着技术的进一步优化和推广,高阶多重数字PCR有望成为肿瘤分子诊断领域的重要工具,推动精准医学在癌症治疗中的应用,帮助医生更好地实现对患者的全病程管理,为他们制定个性化的治疗方案。

参考文献:
Madic, Jordan, et al. "6-Color Crystal Digital PCR™ for the High-Plex Detection of EGFR Mutations in Non-Small Cell Lung Cancer." Lung Cancer: Methods and Protocols, edited by Pedro G. Santiago-Cardona, vol. 2279, Methods in Molecular Biology, Springer Science+Business Media, 2021, pp. 127-144. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1278-1_10

实体瘤突变检测可用于患者全病程管理(基因分型、靶向药检测、疗效和预后评估、复发监测),艾普拜生物已开发测试针对多种样本类型(体液、新鲜冰冻组织、FFPE)的常见突变数字PCR检测试剂盒,详情见下表。

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