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生物小虫007

新虫 (小有名气)

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[交流] PacBio测序助力发现PIK3CA基因中的顺式双突变增加肿瘤对PI3Ka激酶抑制剂的敏感性

来自纪念斯隆·凯特琳癌症中心、威尔·康奈尔医学院、西奈山医学院、Genentech、礼来公司、哥伦比亚大学、Sema4和ORIC Pharmaceuticals的研究团队，最近在《科学》杂志上发表了一篇重要研究论文- Double PIK3CA mutations in cis increase oncogenicity and sensitivity to PI3Kα inhibitors。PacBio SMRT 测序为这项研究中PIK3CA基因中双突变的检测和分相（Phasing，区分两个突变位点的顺式和反式关系）提供了重要支持。

PIK3CA为什么重要？

PIK3CA是一种蛋白激酶的编码基因，它负责编码PI3K蛋白的一个亚基，而PI3K是涉及控制生长，存活，细胞运动和结构的信号传导通路的重要组成部分。PIK3CA基因的突变会导致其信号过度激活，从而导致了肿瘤的发生发展。PIK3CA是人类癌症中突变度最高的致癌基因。PIK3CA基因中的激活突变与多种癌症类型相关，包括乳腺癌，结肠癌，卵巢癌，子宫内膜癌，头颈癌，肝癌和黑素瘤。现有研究表明，PIK3CA基因突变的癌症患者预后较差。
PIK3CA在乳腺癌中的研究

PIK3CA是HR + / HER2-乳腺癌中最常见的突变基因，约40％的HR + / HER2-乳腺癌患者具有PIK3CA突变。2019年5月，FDA批准了诺华公司的PI3Ka抑制剂alpelisib (Piqray®

上市，与内分泌疗法氟维司群连用，治疗接受过内分泌治疗后疾病进展、携带有PIK3CA基因突变的HR + / HER2- 晚期或转移性乳腺癌患者。

发现更好的生物标志物

在PIK3CA抑制剂的早期临床试验中，作者观察到PIK3CA突变患者的亚群显示对alpelisib具有“持续且良好的临床获益”。通过对该亚组的基因测序结果进行分析，鉴定出具有双重PIK3CA突变的携带者能够更好，更持久的从靶向治疗中获益。从而促使作者寻找其它癌症中的双PIK3CA突变。

挑战–当前技术方法的不足

   该研究的一个关键发现是，当PIK3CA双突变在同一等位基因上（顺式）时。会产生一个带有两个突变的蛋白，而当PIK3CA双突变在不同等位基因上（反式）时。会产生两个带有单独突变的蛋白质。而这可能会导致不同的功能结果。

   最常见的双PIK3CA突变位于基因组DNA上相距甚远，而传统的FFPE样本会产生片段化的DNA和RNA，从而无法对两个PIK3CA进行分相，研究人员通过使用新鲜的冷冻肿瘤样本克服了这一问题。然而目前广泛使用的NGS 短读长测序方法再次将测序读长限制在了300 bp，还是无法对PIK3CA双突变进行分相（Phasing）。

PacBio SMRT测序的必要性

研究人员最终使用PacBio SMRT测序直接对PIK3CA基因上相距很远的双突变体的等位基因构型进行了成功测序并定相（Phasing）。在检测的6份乳腺癌新鲜组织样本中，PIK3CA突变都是顺式的。他们得出结论：“ SMRT测序可用于对PIK3CA突变的等位基因构型进行分相（Phasing），并可以通过检测其它已知突变的乳腺癌细胞系重复这一结果。”

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<<SMRT测序对肿展望
PacBio SMRT测序以其长读长同时兼具高准确性，无GC偏好，能够直接检测碱基修饰等特点已经广泛应用于动植物基因组组装，全长转录组研究和宏基因组研究等科研领域。今年随着PacBio Sequel II平台的发布，以及HiFi测序模式的推出，越来越多的知名医学研究中心如Broad Institute、梅奥诊所和西奈山医学院也开始使用PacBio Sequel II测序仪。PacBio SMRT测序技术在医学研究领域有以下应用：
全基因组测序研究结构变异
全长转录组测序探索疾病相关的可变剪切体
靶向测序，对疾病相关突变进行检测并定相（Phasing)
基于CRISPER/Cas9的无扩增靶向测序，研究基因组上和疾病相关的难测区域
全基因组或靶向区域的甲基化分析

   目前天津生物芯片PacBio三代人基因组重测序，可对大片段基因组结构变异进行检测、过滤和注释，通过可视化的方法描绘基因组变异图谱。同时研发的高级分析，可基于标准分析获得的各类基因组变异信息，进行罕见变异分析、新生变异分析、显性/隐性遗传模式分析、复合杂合遗传模式分析以及靶向药物反应分析等，助力深入研究核心家系遗传病、罕见病、肿瘤成对样本等。如有任何需求和问题欢迎您随时留言咨询~
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