向临床迈进 分子诊断工具的进化

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近年来，分子诊断检测被广泛使用，以鉴定与特定疾病相关的生物标志物，或监控药物治疗的效果。采样技术和数据分析的进步，使得分子诊断更容易被临床医生所接受。下面我们就来看看分子诊断的分析和工具如何根据研究的需要而进化。

无创的样本

使用血液或尿液来进行检测，这已成为一种趋势，也受到患者和医生的欢迎。“肿瘤学研究中一个非常活跃的领域是对循环肿瘤细胞（CTC）和无细胞DNA进行拷问，以便获得每位患者的实时信息，”赛默飞世尔肿瘤学业务的副总裁Mike Nolan谈道。“这些方法为新型的分子诊断工具打开大门。”

Affymetrix的CytoScan Dx Assay是利用血液样本来开展全基因组芯片分析。此产品在近期被美国FDA批准，用于辅助儿童发育迟缓或智力障碍的诊断。Affymetrix的oncoScan FFPE Assay Kit则是一项仅供研究使用的分析，可鉴定cfDNA中的拷贝数改变。不久前，Affymetrix与Ariosa Diagnostics合作，为Ariosa的Harmony无创产前检测提供芯片，这项检测主要评估母体血液样本中的循环胎儿DNA。

一点点就够

分子诊断检测所用的样本正变得越来越少，这要归功于仪器的设计。其中一个例子是HTG Molecular Diagnostics的HTG EdgeSeq系统，这个基于新一代测序（NGS）的自动化系统制备样本，并与NGS仪器相整合进行检测和定量。

“如今在分析样品时还离不开大量的预分析步骤，如RNA提取、逆转录和纯化步骤，”HTG Molecular Diagnostics的CEO TJ Johnson谈道。因此，FFPE组织等珍贵样本就不能快速使用。“随着活检的创伤越来越小，人们开始远离手术，而更多地采用细针穿刺，”Johnson说，这使得高度多重的分子图谱分析变得更重要。

Nolan也认为多重检测的需求在增长。“在肿瘤学尤其如此，它们大多使用小的活检和细针穿刺材料，”他说。“利用传统方法来检测，存在一个很大的风险，那就是还没有获得有意义的结果，样本就已经消耗殆尽。”因此，分析开始向靶向NGS转化。

这个领域的工具包括赛默飞世尔的oncomine Solid Tumour DNA kit，这是基于Ion Torrent AmpliSeq技术的NGS肿瘤学分析，仅需10 ng FFPE DNA就可实现单核苷酸变异、插入和缺失的检测。同样，oncomine Solid Tumour Fusion Transcript kit可通过RNA测序实现重排的检测，包括ALK、ROS-1、RET和NTRK1基因。

Affymetrix新的GeneChip WT Pico Kit可制备极少量的RNA。“人们对研究极少量细胞有着浓厚的兴趣，特别是在癌症研究中，因为许多肿瘤是由异质的细胞群体组成的，”Affymetrix的营销副总裁Mindy Lee-Olsen表示。WT Pico Kit让研究人员能够从低至100 pg总RNA或10个细胞中制备RNA，在表达芯片上开展全基因组分析。

立即可行动

什么是好的检测？就是它能提供可行动的数据。也就是说，根据检测结果，医生和患者知道接下来要采取什么行动。SCIEX的GenomeLab GeXP™基因分析系统是一款毛细管电泳仪，可预测荧光染料标记的DNA片段的大小，适合临床使用。“它可以测定各种分析物，协助各种疾病的诊断和治疗，”SCIEX的全球产品经理Handy Yowanto谈道。

如果是不太特异的检测，如全转录组芯片，医生通常无法获得可行动的答案。“最大的挑战在于没有经验丰富的医生，将遗传数据转化成临床相关的信息，”Yowanto说。除了培训，仪器、信息学和软件有可能整合，让分子诊断变得更容易。“信息越多越好，但你必须清楚信息意味着什么，”Afseth谈道。

事实上，Johnson也认为，挑战在于获得可行动的结果。“因为在一天结束的时候，医生也不希望看到一份全基因组的图谱，”他说。“他们想知道根据他们所拥有的疗法，可采取什么行动。”

未来将如何

在不久的将来，分子诊断也许会用得更加频繁，首先是作为伴随诊断。“如果你考虑到目前的药物开发途径，特别是肿瘤学，许多新的疗法都需要伴随诊断，这将进一步加快分子信息在治疗决策中的使用，”Nolan说。

第二个改进将是流程的简化，这将实现分子诊断的普及，Johnson表示目前大约有500个实验室可以开展高端的分子表达谱分析。不过，他预测未来10年内，如今的“高端检测”将被许多小型的社区实验室所采用。

这种快节奏的变化，以及无创样本的使用，正帮助推动分子诊断进入临床，扩大它在预后和治疗中的作用。未来的进步可以通过开发出更多可行动的结果来实现。别小看分子诊断，它即将成为临床上的主力军。