二代测序技术在骨与软组织肿瘤研究中的应用
肉瘤,软骨,基因组,1二代测序技术简介,21发病机制研究,2骨肿瘤中特征性分子改变,3骨肿瘤个体化用药,3二代测序技术应用前景与挑战
姬涛李明许婕孙昆昆吴翀郭卫*(1.北京大学人民医院骨与软组织肿瘤治疗中心,北京100044;2.北京微旋基因技术有限公司,北京100088;3.北京大学人民医院病理科,北京100044)
随着二代测序技术的不断发展完善,其在临床医学中应用逐渐增多,特别是在肿瘤学方面的应用不断取得进展,这包括:发病机制、肿瘤进化、复发转移、化疗耐药、免疫治疗以及个体化治疗等很多方面。对于骨与软组织肿瘤,由于肿瘤异质性强,肿瘤生物行为学与癌差异较大,二代测序技术能否给肉瘤研究带来新的契机,本文旨在通过回顾近期文献,介绍二代测序技术目前在骨与软组织肿瘤基础研究及临床治疗方面的应用现状。
1 二代测序技术简介
二代测序技术(next generation sequencing,NGS)即高通量测序技术,NGS是指能在单次生化反应中同时检测来自几十万至数百万DNA模板上碱基序列的DNA测序技术[1],DNA测序起源于1975年Sanger发明的DNA测序方法[2],之后随着序列组装软件的发展,研究人员认识到DNA片段可以被随机打成一系列无序片段,而无需克隆限制性片段或使用核酸酶消化成巣式缺失片段,然后将这些无序片段克隆并测序,在通过软件组装,寻找重叠的部分,这就是NGS的基本思想。2005年Margulies等[3]发表了标志NGS技术革命开端的文章,他们对生殖支原体和肺炎链球菌进行了全基因组测序,基因组覆盖率达到96%,准确率达到99.96%。NGS测序技术使得完成一个全新的基因组测序变得快速,且成本较低,然而该方法产生的大量数据产生了新的瓶颈,如何将短的read组装成完整的染色体,并对新组装的基因进行基因功能和其他生物学相关数据的注释成为难点,生物信息学在这一过程中发挥了重要的作用,这一分析过程主要包括以下3个主要部分:基因组的序列组装,识别组装基因组特定位置功能,注释生物学特征。现有的比较成熟的测序平台主要包括Roche/454 FLX、Illumina/Solexa Genome Analyzer和LifeIon torrent等。NGS可应用于全基因组测序(whole-genome sequencing,WGS)、全外显子组测序(whole-exon sequencing,WES)和全转录组测序(ribonucleic acid sequencing,RNA-seq)等方面,见图1。
随着NGS的发展,该技术被逐渐应用于肿瘤研究中,NGS及其产生的海量数据已经彻底的改变了肿瘤领域的研究方式,并且越来越多的被应用于肿瘤的临床治疗决策 ......
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