微卫星不稳定

微卫星不稳定性是指细胞(如肿瘤细胞)积累微卫星突变(简称微卫星突变), 重复的DNA序列或STRs)以更高的速率. 这被认为是由于DNA修复机制的失败. 临床中的MSI分析通常使用市售引物在定义的位点上进行, 聚合酶链反应, 毛细管电泳.

从NGS数据中检测微卫星是具有挑战性的,因为读取不能完全跨越STR导致信息含量低. 此外, 微卫星的聚合酶链反应扩增会产生噪声, 因为一些DNA扩增子由于DNA聚合酶滑移而具有假重复长度. k8彩乐园官方免费下载选择了lobSTR工具(Gymrek等),因为它解决了上面提到的问题.

除了lobSTR之外, k8彩乐园官方免费下载实现了一个叫做mssensor的工具(Niu等人), 哪个比较了肿瘤和正常配对样本中每个位点的微卫星的长度分布. 该工具提供体细胞MSI突变的百分比.

 

基准

该工作流程通过分析592例结直肠腺癌进行基准测试,其中有关MSI状态的信息存在于基因组数据共享(GDC)门户网站上.

对于MSIsensor,考虑的是MSI得分,所有高于3的限制.5(在mssensor中提出:使用配对肿瘤-正常序列数据的微卫星不稳定性检测, Niu等.)被认为是MSI,而下面的内容被认为是MSS. 对于lobSTR输出vcf, 计算与参考基因组的总差异数,以及与参考基因组的总长度增减(由于微卫星核心重复数不同). 基于此, 使用“留一”训练, 对剩余样本进行支持向量机(SVM)预测.

 

肿瘤的异质性

癌症肿瘤是由具有不同分子特征的不同细胞集合组成的,这些细胞具有不同的转移或抵抗治疗的潜力. 这使得识别和跟踪亚克隆随着时间的推移成为癌症研究的重要目标. 虽然在肿瘤中识别体细胞突变已经变得司空见惯, 利用这些突变来重建和追踪肿瘤亚克隆的工具仍处于起步阶段.

k8彩乐园官方免费下载使用sciClone工具建立了肿瘤异质性工作流, 该方法是通过聚集拷贝数中性区体细胞突变的变异等位基因频率(VAFs)来检测肿瘤亚克隆而开发的. 克隆的结果直接输入到另外两个工具中, 克隆进化和Fishplot, 哪些产生有用的可视化, e.g. 显示无性进化的系统发育树.

基于sci克隆的肿瘤异质性工作流程 根据数据进行验证 由ICGC-TCGA DREAM体细胞突变呼叫-肿瘤异质性挑战(SMC-Het),这是一项改进亚克隆重建标准方法的国际努力. 提供了两种不同的样本(Tumor1和Tumor2), 以及它们各自的真值数据结果.

SB工作流的结果如下表所示:

 

纯度 集群数量 集群信息
真理 SB 真理 SB 真理 小企业
肿瘤1 70% 64.9% 4 3 1: 713 (70%)

2: 1,483  (45%)

3: 1  (13%)

4: 1,285 (10%)

1: 729 (65%)

2: 1,923 (43%)

3: 830 (15%)

肿瘤2 90% 88.3% 2 2 1: 186 (90%)

2: 54 (36%)

1: 186 (88%)

2: 54 (35%)


表1:小企业结果与DREAM挑战真值集的比较
. 结果包括纯度(或“肿瘤细胞”)(DREAM子挑战1A), 突变簇的数量(子挑战1B), 突变簇大小和细胞比例(子挑战1C). 集群信息如下:集群ID, 簇中的突变数, 括号内是样本中含有这些突变的细胞的估计比例. 注意,这些比例加起来不一定等于100%, 因为较小的克隆可能嵌套在较大的克隆中.

结果集成

BMS将湿实验室方法(聚合酶链反应和免疫组织化学的结合)获得的MSI结果与WES得出的MSI评分进行比较. 在测试的38个样本中,  观察到3个假阴性(基于WES数据未检测到msi高的样本), 但根据临床实验室数据被认为是msi高的).

对相同的样品进行肿瘤纯度评估. 根据WES肿瘤纯度算法,出现假阴性的3个样本肿瘤细胞含量小于20%. 许多已发表的研究和基因组中心建议将20%作为临界值,低于这一临界值,就不可靠了. 在这个例子中, 使用20%的截止可以消除所有假阴性, 但排除了3个样本,k8彩乐园官方免费下载可以正确地称之为MSI状态.

结果

由于这项工作,k8彩乐园官方免费下载建立了基于WES数据的MSI状态调用的最佳实践:使用SciClone从WES数据中评估肿瘤纯度,并去除肿瘤含量低于20%的样本,  然后利用mssensor,根据推荐阈值调用MSI状态.

目前,BMS正在使用这些指南为多种适应症的临床和临床前研究提供一种由MSI状态组成的复合生物标志物,该标志物具有一定的肿瘤纯度.

参考文献

金瑞克M,戈兰D,罗塞特S,埃利希Y. lobSTR:用于个人基因组的短串联重复序列分析器. 基因组研究. 2012;22(6):1154-1162. doi: 10.1101/gr.135780.111.

牛斌,叶凯,张强,等. mssensor:使用配对肿瘤-正常序列数据的微卫星不稳定性检测. 生物信息学. 2014;30(7):1015-1016. doi: 10.1093 /生物信息学/ btt755.