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       十年來,隨著醫療知識的抬頭,許多人已經知道「即早治療」的觀念,但慢慢的有這樣的觀念不夠,許多疾病在發病初期是沒有任何症狀的,直到有症狀出現時,往往已經是病況很嚴重,甚至危及生命。在這個生物技術大躍進的時代,嘗試沿著疾病進展的軌跡,往前追溯真正推演疾病產生的重要關鍵,期望控制那關鍵因素以降低疾病發生的機率。

       在許多癌症檢體上,發現有著一共同點-基因突變,可以藉由偵測這些突變基因做為早期診斷、預測抗藥性及治療追蹤的標記。科學家嘗試取用非侵入性檢體 (如:血液、糞便) 從中取出腫瘤細胞,再進一步萃取出DNA比對相關突變基因;在大腸癌中最常見的突變基因包括APC、TP53、KRAS、PI3CA、FBXW7、SMAD4及BRAF。

       本文主要是著重在兩篇以糞便作為檢體,分別以次世代定列 (Next Generation Sequencing, NGS) 及微滴式數位PCR (Droplet Digita PCR, ddPCR) 分析大腸直腸癌 (CRC) 病患之相關突變基因。

 

以NGS偵測糞便DNA

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圖一、以NGS診斷CRC檢體之結果


       從46個檢體中得知,AKT1、APC、ERBB2、FBXW7、KIT、KRAS、NRAS、SMARCB1、SMO和TP53之中有20個突變熱點,在9例腺癌、2例良性腺瘤、1例平滑肌瘤中檢測到。

 

  整體以NGS檢測成功度高達87%,其中最常突變的基因及熱點是APC (A1582P)、TP53及KRAS (G12V和G12D)。尋找臨床患者的腫瘤組織進行KRAS測試與糞便中的KRAS突變之相關性,並從其中得知具有20%等位基因突變的腫瘤組織中,證實KRAS G12V突變;另外,從同一患者中的糞便DNA中,檢測出具有13%相同突變 (KRAS G12V)。從上述結果得知,在糞便DNA檢測,以NGS做為檢測工具是可行的,不僅腫瘤組織可檢測出突變基因,在良性組織亦可檢查。


以ddPCR偵測糞便DNA


 

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圖一、以ddPCR診斷CRC檢體之結果

       利用ddPCR分析具有KRAS G12D突變病患的糞便DNA,在本篇研究界定糞便檢體≧1.9 copies/20μL為有突變。10個病例中有8個具有KRAS G12D突變,其中有6例為早期腫瘤 (Early-stage tumors),而編號46及64 病患 (紅框) 為無突變;相較於控制組,其KRAS G12D/20μL的反應結果具有顯著意義。分析KRAS致癌基因是否突變,對於管理CRC預後是很重要的,約有30-40%病例具有KRAS突變,其中常突變於密碼子12及13,與G12D和G13D特別相關,分別占所有病例的13-14%和6-7%。此外,有G12D的突變患者其預後通常較差

  在作者先前的研究,從CRC病患的糞便中皆可以取到DNA,並測試KRAS G12D突變情形,且以焦磷酸定序 (Pyrosequencing) 作為對照組。結果顯示,使用ddPCR在腫瘤中檢測KRAS G12D突變的結果與焦磷酸測序分析完全一致,其中差異在於ddPCR的靈敏度相較與焦磷酸定序是比較高的。從本篇研究可知,偵測糞便中腫瘤DNA會比血液中更加快速,特別是在早期階段

 

總結

       由上述兩篇研究,在CRC早期腫瘤診斷上,以糞便DNA作為基因檢測的檢體來源,或許相較於血液更能夠快速檢測出有無突變基因存在,即可採取相關應治療策略,於疾病發展前做一個踩煞車的動作;此外,從中亦可得知,不管是NGS或ddPCR都可作為糞便DNA檢測工具,兩者成功檢測率及靈敏度皆都很高。因此,期望未來在臨床上能夠更有效的控制CRC的發生。

 

 

 

 

 

Golden叔叔

 

Reference

  1. Omar Youssef et.al, World J Gastroenterol, Gene mutations in stool from gastric and colorectal neoplasia patients by next-generation sequencing, 2017, 23(47): 8291-8299
  2. Susana Olmedillas-López et.al, World J Gastroenterol, Detection of KRAS G12D in colorectal cancer stool by droplet digital PCR, 2017, 23(39): 7087-7097

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