基于二代测序的早期肺腺癌血浆游离DNA的拷贝数目检测
本文关键词： 早期肺腺癌 循环游离DNA 二代测序 拷贝数变异 出处：《北京协和医学院》2016年博士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：背景肺癌是目前全球范围内癌症相关死亡病因中致死率最高的疾病,其中约85%的肺癌为非小细胞肺癌(Non-small Cell Lung Cancer, NSCLC),最常见的包括腺癌和鳞癌。低剂量CT应用于肺癌高危人群筛查后,肺癌死亡率显著降低,但筛查的假阳性率也因此增加,从而造成过度诊断和治疗。目前,病理组织活检仍是肿瘤诊断的金标准,并且能够指导用药方案的决策和疗效评估。但该诊断方法存在明显的缺陷。肿瘤具有异质性,组织活检并不能提供完整的肿瘤突变信息,且取材困难,有创操作对患者而言风险大。近年来,循环游离DNA (Circulating free DNA, cfDNA)的检测逐渐成为肿瘤领域新的热点和趋势,其中来源于肿瘤组织或细胞的DNA称为循环肿瘤DNA (Circulating tumor DNA, ctDNA)。但目前大多数cfDNA的研究均集中于晚期肿瘤的治疗评估、耐药复发及疗效监测。早期肿瘤患者由于其肿瘤负荷低,因而cfDNA丰度及ctDNA比例均明显低于晚期肿瘤患者,不易进行检测与评估。近两年来,随着二代测序技术的不断发展完善,ctDNA检测的敏感性及特异性有了显著提升,这也给ctDNA的早期肿瘤诊断提供了更多的可能。实验目的基于二代测序技术的cfDNA拷贝数变异(Copy Number Variations, CNVs)检测在晚期肿瘤中研究较多,但早期肿瘤领域鲜有人涉足。本研究课题着眼于早期肺癌cfDNA的CNVs检测,通过肺癌患者与肺部炎症患者组织标本及血浆cfDNA的CNVs对比,尝试提出肿瘤早期诊断的另一途径。实验材料和方法1.病例收集2015年11月至2015年12月就诊于中国医学科学院北京协和医院胸外科行手术切除的早期肺癌及肺部炎症患者各4例。收集相应肿瘤组织标本及全血标本。2.全基因组测序根据全基因组测序的规范流程,完成组织DNA及cfDNA的提取、文库建立、质量控制、上机测序等实验步骤。3.数据分析在进行测序质量控制、序列比对后,使用Control-FREEC (version 9.1)软件进行CNVs计算,并对GC含量进行校正。实验结果CNVs检测结果显示4例肺部炎症患者的组织及cfDNA均未检测到明显CNVs改变。在4例早期肺癌患者中,3例IA期的肺癌患者组织及血浆cfDNA中未检测到明显CNVs改变,1例IB期的肺癌患者,其组织中能检测到较显著的CNVs改变,但其cfDNA中的CNVs变化趋势与组织中并不能完全匹配。经过仔细对比,在该患者10号染色体的短臂上找到一个可能的CNVs改变阳性区域。结论研究探索并证实了早期肺癌的CNVs改变能够在血浆cfDNA中被检测到,并由此突显了检测平台高敏感性和高特异性的重要性。由于cfDNA的CNVs变化较小,未来的研究需进一步扩大样本量,并纳入更多正常对照,优化相关实验步骤,进行进一步探索和验证。
[Abstract]:Background: lung cancer is the worldwide cause of cancer-related death in the highest fatality rate of the disease, of which about 85% of lung cancer and non-small cell lung cancer (Non-small Cell Lung Cancer, NSCLC), the most common including adenocarcinoma and squamous cell carcinoma. The low dose of CT used in screening of high-risk population of lung cancer, lung cancer mortality rate decreased significantly, but the false the positive rate of screening is therefore increased, resulting in excessive diagnosis and treatment. At present, pathological biopsy is still the gold standard for tumor diagnosis, and to evaluate the curative effect and decision guiding medication scheme. But the diagnosis method of defects significantly. With tumor heterogeneity, biopsy and tumor mutation can not provide complete information and difficult materials, invasive operation risks for patients. In recent years, DNA (Circulating free circulating free DNA, cfDNA) detection has gradually become hot new trends and oncology, including From tumor tissues or cells called DNA (Circulating tumor DNA circulating tumor DNA, ctDNA). But cfDNA treatment evaluation at present most studies were focused on advanced tumor, recurrence and treatment monitoring of drug resistance. Early cancer patients because of the tumor load is low, thus the abundance of cfDNA and ctDNA ratio were significantly lower than those of patients with advanced cancer. Is not easy to detect and assess. In recent years, with the continuous development of the two generation sequencing technology improve the sensitivity and specificity of ctDNA detection has been significantly improved, which provides more likely to early tumor diagnosis of ctDNA. The purpose of the experiment is based on the copy number variation in the two generation sequencing technology (cfDNA Copy Number Variations. CNVs) detection of more advanced tumors in early stage tumors, but few people involved. The field of this research focuses on the detection of CNVs cfDNA by the early lung cancer, lung cancer patients with pulmonary inflammation Compared with CNVs tissues and plasma cfDNA, try to put another way for early diagnosis of cancer. Materials and methods 1. cases were collected from November 2015 to December 2015 in Chinese Academy of Medical Sciences and the Department of thoracic surgery of Peking Union Medical College Hospital underwent surgical resection in patients with early lung cancer and pulmonary inflammation in 4 cases. The corresponding tumor tissue specimens and collected blood samples of.2. genome according to the sequencing process specification of whole genome sequencing, complete extraction, tissue DNA and cfDNA library construction, quality control, machine sequencing experiment steps in sequencing analysis of.3. data quality control, sequence alignment, using Control-FREEC (version 9.1) software was used to calculate CNVs, and the GC content were corrected. The experimental results of CNVs test results lung inflammation in patients with tissue and 4 cases of cfDNA were not detected obvious changes of CNVs. In 4 cases of early stage lung cancer patients, 3 cases of stage IA The lung cancer tissue and plasma cfDNA was not detected CNVs changes, 1 cases of lung cancer patients with IB stage, the organization can detect significant CNVs changes, but the change trend of CNVs and cfDNA in the tissue and not fully matched. After careful comparison, find a possible CNVs on the short arm the patients on chromosome 10 on the change of the positive region. Conclusion the study confirmed early lung cancer CNVs can change was detected in the plasma cfDNA, which highlights the detection platform of Gao Min perceptual and specific importance. Because CNVs cfDNA small changes, future research needs to further expand the sample size. And in more normal control, optimizing the experimental steps, further exploration and verification.
【学位授予单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R734.2
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，本文编号：1467530
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