作者:Hoischen 来源:《美国人类遗传学杂志》 发布时间:2021/7/27 17:52:38
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光学基因组图谱助力检测癌症风险

 

基因组图提供了个人染色体主要变异的总体视图,比如大的插入、删除或序列的180度翻转。其中一些结构变异与疾病的遗传易感性有关。例如,许多血癌与染色体重排有关,在这种情况下,一条染色体的部分断裂,然后附着到另一条染色体上。

目前,这些染色体重组和其他结构变异的图谱来自大量的测试,但根据近日在线发表于《美国人类遗传学杂志》的两项研究,只需要一种方法:被称为光学基因组映射的方法。 这项技术使用荧光显微镜来观察DNA分子的结构,提供了基因组结构的总体图。在两项研究中,一张光学地图就可以探测到与疾病相关的结构变异,而这些变异之前是由三种现有测绘工具中的一种或多种所识别的。研究人员表示,这种最初由纽约大学的David Schwartz在20世纪90年代开发的单一测试,最终或能取代所有其他测试。

“我们证明了(光学基因组图谱)技术可以忠实地检测到已知的畸变。”论文资深作者、法国巴黎科钦研究所的细胞遗传学家Laila El-Khattabi说,下一步是当事先不知道畸变的时候,比较光学基因组图谱与现有工具的准确性。如果光学基因组图谱能与其他技术相抗衡,或者发现比其他方法更复杂的畸变,那么它可能成为临床医生的首选检测手段。

与El-Khattabi合作的荷兰Radboud大学医学中心的遗传学家Alexander Hoischen说,光学基因组图谱的吸引力之一是,旧的技术需要专门的培训和专业知识,特别是一种称为核型分析的技术,它可以对样本中的染色体进行拍照。核型测试的目的是识别出现异常长度或异常形状的染色体,Hoischen指出,这一解释过程存在主观性。

“核型分析几乎是一门艺术。”他说,而准备和分析光学基因组图将更加自动化和客观。

其中一项研究是由Hoischen和El-Khattabi领导的,研究重点是人们与生俱来的“体质”结构变异,这些变异与发育或生殖障碍有关。研究小组使用光学基因组图谱对血液样本或培养细胞进行检测,以检测来自85名患者样本的99种染色体变异。这些变异以前是通过核型或其他两种测试检测到的:FISH是一种较早的检测结构变异的技术,它也使用荧光显微镜,但可能会错过某些类型的结构变异,或者复制数变异分析,它使用微阵列检测一个人和另一个人之间的不同数量的基因拷贝。在每个案例中,光学基因组图都发现了之前检测到的畸变。其他测试都只检测到这些变体的一个子集。

另一项由Hoischen领导的研究重点是与急性髓系白血病等血癌相关的染色体畸变。这通常会贯穿个人的一生。在52个病例中,有50个病例的光学基因组图谱检测出了与标准测试相同的变异。光学测图法还发现了其他检测方法没有发现的更复杂的染色体结构,作者说,这可能最终会为临床护理决策提供信息,尽管还需要进一步的研究来将这些变异与血癌的具体表现联系起来。

“我希望有越来越多的团体跟随我们,证明它是这样运作的。”Hoischen说。

Rashmi Kanagal-Shamanna是休斯顿MD安德森癌症中心的一名诊断血癌的病理学家,并未参与这项研究的她表示,自己对光学基因组绘图作为主要诊断技术的潜在转变感到兴奋,因为它能够检测到用其他方法可能无法检测到的结构异常。她说,有时这些信息可以推动今天的临床护理决定,而在其他情况下,它是进一步研究的素材。

然而,她指出,标准的核型分析方法以合理的成本提供了有用的诊断信息,目前已被广泛应用于血癌的诊断方案中。她说,因此,只有在广泛的进一步验证光学基因组图谱的作用后,才有可能脱离核型分析。(来源:中国科学报 冯维维)

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2021.05.012

 

 
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