Krooninen sairaus

tiivistelmä

Background

Detection kriittisten syöpää geenimutaatioita kliinisissä kasvain yksilöitä voidaan ennustaa hoitotuloksia ja ilmoittaa hoitovaihtoehtoja; kuitenkin, suurikapasiteettisten mutaatio profilointi yhä alikehittyneet diagnostisena lähestymistapaa. Raportoimme toteuttamisesta genotyypin ja validointi algoritmi, joka mahdollistaa vankan kasvain mutaatio profiloinnin kliinisessä ympäristössä.

Menetelmät

kehitetty ja toteutettu optimoidun mutaatio profilointiin alustan ( ”OncoMap”) kuulustelemaan ~400 mutaatiot 33 tunnettujen onkogeenien ja tuumorisuppressoreilla, joista monet ovat tunnettuja ennustaa vastetta tai resistenssiä kohdennettua hoitoja. Suorituskyky OncoMap analysoitiin käyttämällä DNA johdettu sekä pakaste- ja FFPE kliinisen materiaalin monipuolinen kokoelma syöpätyyppeihin. Myöhempi perusteellinen analyysi tehtiin histologisesti ja kliinisesti selityksin lapsipotilailla gliooma. Herkkyys ja spesifisyys OncoMap olivat 93,8% ja 100% vuonna tuore kudoksesta; ja 89,3% ja 99,4% vuonna FFPE johdettuja DNA. Havaitsimme tiedossa mutaatiot odotetun taajuuksilla yleisten syöpien sekä uusia mutaatioita aikuisten ja lasten syöpiä, jotka ovat todennäköisesti ennustaa kohonnut vastaus tai resistenssiä olemassa oleviin tai kehitykseen syövän hoitomuotoja. OncoMap profiilit tukevat myös uusi molekyyli kerrostuminen lapsipotilailla huonolaatuisen gliooma perustuu

BRAF

mutaatioita, joita voi olla välitön kliininen vaikutus.

Johtopäätökset

tulokset osoittavat kliinistä toteutettavuus high-throughput mutation profilointi kyselyn suuri paneeli ”käytännöllisiä” syöpä geenimutaatioita. Tulevaisuudessa tällaista lähestymistapaa voidaan sisällyttää sekä syövän epidemiologiset tutkimukset ja kliininen päätöksenteko määrittää käyttää lukuisia kohdennettuja syöpälääkkeiden.

Citation: MacConaill LE, Campbell CD, Kehoe SM, Bass AJ, Hatton C, NIU L, et ai. (2009) Profilointi Kriittinen Cancer geenimutaatioita Clinical Kasvain Näytteet. PLoS ONE 4 (11): e7887. doi: 10,1371 /journal.pone.0007887

Editor: Chris Jones, Institute of Cancer Research, Yhdistynyt Kuningaskunta

vastaanotettu: 25 elokuu 2009; Hyväksytty: 20 lokakuu 2009; Julkaistu: 18 marraskuu 2009

Copyright: © 2009 MacConaill et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä työ tukivat National Cancer Institute (R21CA126674) LAG, (K08CA134931) ja AJB ja Dana-Farber Cancer Institute. A.J.B. tukivat Harvard Clinical tutkija koulutusohjelma. Rahoitus analyysi ruoansulatuskanavan kasvaimet toimitettiin American Society of Clinical Oncology, ystävät Dana-Farber Cancer Institute ja H.T. Berry Foundation. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Mitä rahamääräiset tiedot, Levi Garraway on konsultti ja /tai vastaanottaa sponsoroituja tutkimus Novartis, Inc. Mikään näistä suhteet muodostavat eturistiriidan tälle työlle. Tämä ei muuta hänen sitoutuminen kaikkiin PLoS ONE politiikkaa tietojen yhteiskäyttöä ja materiaaleja.

Johdanto

Monet kasvaimet sisältävät tunnusmerkki mutaatiot onkogeenien tai kasvain vaimennin (TS) geenejä, jotka voivat antaa kasvanutta alttiutta kohdennettua syöpähoitoihin. Vakiintunut esimerkkejä ovat

KIT

mutaatioita ruuansulatuskanavan tukikudosten kasvaimet (GIST), jotka ennustavat vastaus imatinibille tai nilotinibille, ja ei-pienisoluisessa keuhkosyövässä, jossa

EGFR

mutaatioita, jotka ovat herkkiä erlotinibille [ ,,,0],1], [2], [3]. Läsnäolo muiden mutaatioiden ennustaa puute vastaus täsmähoitoihin. Esimerkiksi, keuhko- ja paksusuolen ja peräsuolen syöpiä, jotka satama mutaatiot

KRAS

onkogeenin ovat vastetta anti-

EGFR

aineet [4], ja inaktivoimalla

PTEN

mutaatioita ( tai proteiini tappio) in glioblastomas ennustaa vastustuskyky erlotinibille [5]. Niinpä kliininen päätöksenteko perustuu kasvaimen geneettisen informaation yhä enemmän tiedottaa mutaatiostatuksesta riippumatta useiden syövän geenien. Kuitenkin tuottaa kattavan profiilin kohde-pystyy tai muuten ”käytännöllisiä” kasvain DNA mutaatioita kliinisessä areenalla edelleen haastava.

Viimeaikaiset teknologiset edistysaskeleet toteutettavissa periaatteessa seulomaan Tuumorinäytteiden monenlaisille perimän muutoksia . Kuitenkin sisällyttäminen näiden tietojen kliiniseen päätöksentekoon edellyttää luotettavaa genomista profilointi jäädytettyjen, parafiini-johdettu, ja arkistointia kasvaimen DNA. Tässä yhteydessä nukleiinihapot joutuvat usein hajoaminen ja /tai kemiallista muuttamista, ja saatavuus kasvainkudoksen voidaan rajoittavia.

aiemmin raportoitu mukauttaminen suurikapasiteettisten genotyyppitestien lähestymistapa kuulustella avain mutaatioita paneeli 17 tunnettujen onkogeenien. Nyt osoittaa kliinisen toteutettavuus massa-spektrometriaa syöpäsairauksien geenimutaation profilointi suuri paneeli onkogeenin ja TS geenimutaatioita. Tämän saavuttamiseksi olemme tuotti lähestymistapaa kutsutaan OncoMap, joka työllistää laajennettu kokoelma 460 määritysten kyselevän tunnettuja mutaatioita 33 syöpägeenit. Käyttämällä tätä genomista profilointi lähestymistapa kytketty analyyttinen mutaation kutsuvan algoritmi ja ortogonaaliset validointi askel, tunnistimme useita mutaatioita esiintyy genomi-DNA sekä pakaste- ja FFPE kasvainkudoksen. Lisäksi hakemuksessa järjestelmällisen mutaation profilointia 120 lapsipotilailla matala-asteista astrocytomas paljastaa kliinisesti informatiivinen molekyyli- kerrostumista ei aikaisemmin kirjattu tämän kasvaimen tyyppi. Tällaiset tiedot, jos se tuli laajalti saatavilla, voisi ilmoittaa kliiniset päätöksenteon ja optimaalinen kliininen tutkimus suunnittelu kohdennettua terapeuttisten.

Methods

Potilaille ja Tuumorikudoksen Collection

Anonyymit kasvain näytteet saatiin Cooperative Human Tissue Network (CHTN), Surgical Oncology University of Siena, Italia, ja Dana-Farber Cancer Institute; ihmisen gliooman näytteet on saatu kliinisistä arkistoista osastojen patologian lastensairaalassa Bostonissa ja Brigham and Women n sairaala. (Tarvittava kasvain pitoisuus oli 70%; kuolion 10%.) Institutional Review Board (IRB) vapautus saatiin kaikille näytteitä Dana-Farber /Partners Cancer Care toimisto suojelusta tutkittavilla. DNA: n uutto suoritettiin, kuten on kuvattu menetelmät S1.

OncoMap Assay Design and Genotyypin

valinta syövän geenin mutaatioiden määrityksen suunnittelun ja massaspektrometrinen genotyypin suoritettiin, kuten aiemmin on kuvattu [6] muutoksin osoitettu Methods S1. Pitoisuus, aluke ja koetin sekvenssit on esitetty taulukossa S1.

Näyte Viivakoodit ja sekvensointi

alukkeita, jotka reunustavat

KRAS

kodonissa 12 käytettiin PCR-monistamaan genomista DNA: ta 91 tuoretta jäädytetty ja 93 FFPE näytteet (alukesekvenssit esitetty taulukossa S2). PCR amplikonit analysoitiin Sangerin sekvensoinnilla. Vaihtoehtoisesti

KRAS

kodonissa 12 PCR-monistettiin viivakoodilla alukkeilla, kuten on kuvattu menetelmät S1. PCR amplikonit yhdistettiin ja analysoitiin (Illumina Genome Analyzer II; yhden kaistan). Sekvenssi analysoitiin Menetelmät kuvatulla tavalla S1.

Tulokset

Ominaisuudet Clinical kasvainnäytteestä

yhteensä 903 kliinistä kasvain näytteet peräisin 12 eri kudoksesta sivustoja arvioitiin tämän tutkimuksen (taulukko 1). Suurin osa näytteistä oli adenokarsinoomat (n = 625), mistä rinta-, keuhko-, eturauhas-, ja maha-suolikanavan. Kokoelma GIST (n = 34) ja gliooma (n = 155) on myös mukana. Näistä 643 näytteet saatiin tuore kudoksesta ja 260 on johdettu FFPE lohkoja. Arvioitu kasvain pitoisuus ylitti 70% kaikissa näytteissä mitattuna patologinen tarkastelu (katso menetelmät).

Suorituskyky Kasvaimen Mutaatio profilointi Algoritmi

helpottamiseksi syöpää geenimutaatio profilointi kliinisissä kasvain yksilöt, kehitimme OncoMap, paneeli genotyyppitestien määrityksiä, jotka arvioidaan 396 ainutlaatuista mutaatioita 33 syöpägeenit. Täydellinen mutaatio profilointi algoritmi (kuvio 1A) mukana massaspektrometrinen genotyypitys seurasi Sekä automatisoitujen soitto- ja manuaalinen tarkastelu tuottaa luettelon ehdokkaana mutaatioita. Nämä ehdokkaat joutuivat toissijaiseen genotyypitystä validointi (katso Methods S1). Olettaen, että kaikki ensisijainen profiloinnin ja määritys validointi reagenssit ovat paikallaan, 7-10 päivää on täytettävä koko OncoMap järjestyksessä.

. Katsaus OncoMap prosessin kasvain mutaation profiilin. Katso teksti yksityiskohtia. B. Vastaanotin operaattori ominaiskäyrät (ROCS) osoittavat herkkyys ja spesifisyys eri raja-arvojen näytteestä pisteet validointi näytteitä. ROCS piirretään tuore (vasemmalla) ja FFPE johdetun (oikealla) DNA: t, käyttäen kaksisuuntainen

KRAS

määrityksiä ja Illumina tiedot kuin totuus-set (katso Methods S1).

OncoMap suorituskyky arvioitiin määritettyään ”maa-totuus” mutaatiostatuksesta asema

KRAS

kodonissa 12 käyttäen DNA barcoding ja massiivisesti rinnakkaisen sekvensointi synteesin strategia (katso Methods S1) levitetään 91 jäädytetty ja 93 FFPE -johdannainen kasvain-DNA: t. Kun nämä syvä sekvensoinnin tuloksia verrattiin genotyypitys määritykset kuulusteltavaksi sama

KRAS

kodoni, löysimme OncoMap herkkyys ja tarkkuus on 93,8% ja 100%: lla, DNA tuoreista /jäädytetty kudos; ja 89,3% ja 99,4% vuonna FFPE johdettuja DNA (kuvio 1 B). Sen sijaan herkkyys tavanomaisten Sangerin sekvensoinnin oli 83,3% tuoreen jäädytetyn kudoksen ja 76,0% for FFPE johdettujen DNA, mikä vahvistaa kohonneen suorituskyvyn genotyypityksen perustuvien mutaatio profilointi [7].

OncoMap suorituskyky arvioitiin lisää laajalti testaamalla 215 tuore kasvainnäytteestä joka koskee useita kasvaintyypeille jossa mutaatiostatuksesta riippumatta nukleotidien kuulustelivat 52 OncoMap määrityksiä oli perustettu aikaisemmin. Tällä analyysi, mutaatio profilointia saavuttaneet yhtä korkea spesifisyys 99,8%. Määrityksen herkkyys oli optimaalinen kasvainkudoksissa, joissa kasvain pitoisuus ylitti 50% (dataa ei ole esitetty). Vaikka yksittäiset herkkyys arvoja ei voida määrittää kaikkien mutaatiot analysoitiin, laskelmat käyttäen yksisuuntaisia ​​

KRAS

määritykset (heijastava enemmistön OncoMap määritykset) tuotti lähes identtiset herkkyys ja arvot (kuva S1). Nämä tulokset viittaavat siihen, että genotyypityksen perustuva mutaatio profilointi alusta oli sopiva moniin kliinisiin sovelluksiin.

”Actionable” Cancer Gene Mutaatiot monissa eri syöpätyyppien

Niistä 903 kliininen kasvain näytteet profiloitu, 37% (n = 335), sisälsi yhden tai useamman mutaation. Kaikkiaan 417 mutaatiota tunnistettiin 63 näytettä näytteille yhdessä esiintyvät mutaatiot. Kun taas 286 mutaatiota löytyivät määrityksiä kuulusteltavaksi tunnettuja tai ehdokas onkogeenien, 131 mutaatioita havaittiin TS geenejä. Siten OncoMap tuottaman alustan laajempi mutaatio tietoa kuin aikaisemmin mutaatio profilointi pyrkimyksiä joka keskittyy yksinomaan onkogeenimutaatiot. Kuten odotettua, jakelu mutaatioiden heijastuu malleja aiemmin havaittu ihmisen kasvaimissa, vaikka tarkastusten TS mutaatioiden oli pienempi (heijastava alennetun kattavuuden tällaisten mutaatioiden OncoMap). Esimerkkejä ovat

PIK3CA

(26%) ja

TP53

(13%) mutaatioita rintasyöpä

APC

(11%),

BRAF

(10%),

KRAS

(38%),

PIK3CA

(11%) ja

TP53

(9%) mutaatioita peräsuolen syövän, ja

EGFR

(12%),

KRAS

(23%) ja

STK11

(8%) mutaatioita keuhkosyöpä. Odotettavissa mutaatio jakaumat havaittiin sekä tuore ja FFPE yksilöitä, mikä korostaa mahdollisia hyödyllisyyttä OncoMap kliinisessä ympäristössä.

Mutaatiot Hoitojen vastaus Kohdennettu Therapies

Taulukko 2 osoittaa joukon ” käytännöllisiä ”syöpä geenimutaatioita yksilöity. OncoMap alusta voimakkaasti havaittu mutaatioita, jotka muodostavat perustettu markkereita vastauksena kohdennettuja hoitoja. Esimerkiksi

EGFR

mutaatioiden ennustavan vasteen erlotinibille ja gefitinibin tunnistettiin odotettuun taajuuden (12%) ei-pienisoluinen keuhkosyöpä, ja

KIT

mutaatioita yhdistetty herkkyyteen imatinibille ja nilotinibi havaittiin 76%: GIST. Mielenkiintoista,

ErbB2

mutaatioita on havaittu neljässä mahalaukun adenokarsinoomat, nostamalla mahdollisuutta testaus HER-2-estäjä kuten trastutsumabi mahalaukun syöpäpotilailla valitaan sen perusteella, tämän geneettisen kriteeri [8].

Useat kasvaimet kanna mutaatioita, joita voi ennustaa vastaus Tutkimuslääkkeisiin tekijöille. Esimerkiksi

BRAF

V600E

mutaatioita tunnistettiin peräsuolen (n = 16), munasarjojen (n = 1), kilpirauhasen (n = 4) ja kohdun limakalvon (n = 1) syövät, sekä lapsipotilailla gangliogliomas (n = 22; katso jäljempänä). Kasvaimet kätkeminen nämä mutaatiot voivat vastata valikoivan

BRAF

estäjä [6], [9]. Havaitsimme myös 96 näytteen yli seitsemän eri tyyppisten syöpien (rintasyöpä n = 14, ja peräsuolen n = 24, kohdun limakalvon n = 15, ruokatorven n = 4, mahalaukun n = 34, eturauhasen n = 3, ja lasten astrosytooma n = 2), joissa on mutaatioita joko

PIK3CA

tai

PTEN.

Nämä mutaatiot voidaan odottaa rikastamiseksi kasvainten reagoi PI3 estäjät parhaillaan kehitteillä.

mutaatiot ennustaminen kestävyys Kohdennettu Therapies

Yhdessä mutaatioiden ymmärtäväisesti kohdistettuja hoitomuotoja, OncoMap vahvasti havaittu resistenssiin liittyvät mutaatiot useille tekijöille. Perustettu esimerkkejä ovat

KRAS

mutaatioita ei-pienisoluinen keuhkosyöpä (23%) ja peräsuolen syöpä (38%), jotka antavat resistenssin erlotinibi, gefitinibin (keuhko) tai setuksimabi (peräsuolen) [4], [10 ], [11]. Kun taas 94%

KRAS

mutaatioita tunnistettujen lokalisoitu kodonien 12 tai 13, 6% tapahtui muualla geenin (yleisimmin kodonissa 61). Koska useimmat tutkimukset

KRAS

-associated kestävyys ovat keskittyneet yksinomaan Kodoneissa 12 ja 13 [3], [12], [13], OncoMap tunnistaa uusia

KRAS

mutaatioita, jotka voivat vaikuttaa herkkyys anti-EGFR hoitoa. OncoMap myös havainnut

HRAS

mutaatio keuhkoadenokarsinooma ja

sääntelyviranomaisten

mutaatio peräsuolen adenokarsinooma. Mutaatiot, joihin vaihtoehtoinen RAS isoformit ovat harvinaisia ​​näissä syövän tyypit; ajateltavissa, ne saattavat myös resistenssiä EGFR-terapia.

Mutaatio profilointiin myös tunnistettu mutaatioita, jotka antavat ”toissijainen” vastustuskykyä kohdennettuja hoitoja (esim vastus alleelit aiheutuvat aikana täsmähoitoihin). GIST kasvaimet, jossa 31

KIT

mutaatioita tunnistettiin 25 näytettä; sekä perus (imatinibihoitoa reagoiva) ja toisen (imatinibiresistenttejä)

KIT

mutaatioita havaittiin, sopusoinnussa ennen mutaatio profilointi tutkimuksissa [7]. Erityisesti useat

KIT

mutaatioita, joihin eksonin 9 (

KIT

Y503_or F504insAY; 5 tapauksessa) havaittiin käsittelemättömissä GIST kasvaimia. Nämä mutaatiot ovat liittyy lisääntynyt huumeiden vaatimus saada kliininen vaste [14], [15].

PDGFRA

mutaatio (D842V) ennustavia Imatinibiresistenteiksi [15] tunnistettiin myös yhdessä GIST näytteessä.

AKT1

E17K

mutaatio on aiemmin raportoitu rintasyövän, peräsuolen ja munasarjasyöpä. OncoMap alusta, harvinaiset

AKT1

mutaatiot näissä kasvaintyypeissä, sekä yhtenä

AKT1

E17K

tapauksia kohdun limakalvon, ruokatorven suomuinen, mahalaukun ja eturauhasen syöpiä. Tämä mutaatio voi ennustaa vastustuskykyä PI3 kinaasi esto (ja mahdollisesti Reseptorityrosiinikinaasin esto) joissakin yhteyksissä [16].

syöpiin yhdessä esiintyvät ”Actionable” Mutaatiot

Läsnäolo yhteis- esiintyviä mutaatioita, joihin liittyy kriittisiä syöpä geenit voivat muuttaa kliinisen vasteen yhden agentti täsmähoitoihin. Täällä, 20 adenokarsinoomat (10 peräsuolen, kaksi kohdun limakalvon ja 8 mahalaukun) osoitti yhdessä esiintyvät

PIK3CA

ja

KRAS

mutaatioita. Vaikka samanaikainen mutaatiot näiden geenien on aiemmin raportoitu syöpiä paksusuolen [17],

PIK3CA

ja

KRAS

mutaatiot ovat yleensä näytteillä toisensa poissulkevia rakenteessa esiintyminen kohdun limakalvon syöpä [18 ], [19]. Endometriumin adenokarsinoomaa kanssa yhdessä esiintyvät

FGFR2

ja

PTEN

mutaatioita tunnistettiin myös. Kaksi kasvaimet kanna samanaikainen

BRAF

ja

PTEN

mutaatioita (yksi kohdun limakalvon, yksi peräsuolen), ja lisäksi peräsuolen näyte sisälsi sekä

PIK3CA

ja

BRAF

mutaatio. Nämä kasvaimet voidaan odottaa resistenttejä reseptorityrosiinikinaasi esto.

Molecular Classification of Pediatric aivokasvainten Cancer Gene Mutation Profilointi

Kyky suorittaa vankka mutaatio profilointi kliinisten ja arkistointia kasvainkudoksen voi edistää järjestelmällistä molekulaarinen ”orpo” syöpiä, joista noin lapsipotilailla kasvaimissa riittävä kudos on usein puutteellista. Tutkia tätä hypoteesia, OncoMap käytettiin kyselyn sarjan lapsipotilailla huonolaatuisen gliooma (LGGs), jonka mutaatio spektri epätäydellisesti määritelty. Tämä analyysi sisältyi genomista DNA: ta 127 lapsi- ja 28 aikuisten gliooma (vertailun) ulottuu viisi histologisia alatyyppejä Pilosyyttinen Astrosytooma, ganglioglioomassa, ja hajanainen astrosytooma.

Candidate Prognostiset tai terapeuttisia kohteita Pediatric aivokasvaimia

useita mahdollisesti ”käytännöllisiä” syöpä geenit löydettiin mutatoitunut lapsilla LGAs. Esimerkkejä ovat

PDGFRA

(n = 1) ja

PIK3CA

(n = 2), joka voi ennustaa vastaus olemassa olevien lääkkeiden (esim imatinibi tai nilotinibi) tai aineita kehitteillä (esim PI3 kinaasi-inhibiittorit). Kaksi lapsipotilaiden LGAs päässeen mutaatioita

MYC

, vakiintunut onkogeeni homologin

NMYC

, joka vahvistetaan ja osoittaa huonon ennusteen lapsipotilailla neuroblastooma [20], [21]. Siten kasvain mutaatio profilointi voi hioa potilaan kerrostuminen ja /tai sairauden ennusteen joissakin lapsipotilailla aivojen syöpien.

BRAF

V600E Mutaatiot ovat yleisiä Pediatric Gangliogliomas

Päällekkäistä

BRAF

lokus on raportoitu yleisin poikkeavuus lapsipotilaiden LGAs (66% [18]), kun taas aktivoivat pistemutaatioiden

BRAF

esiintyy harvemmin (4-6%) [22], [23 ]. Havaitsimme aktivoimalla

BRAF

V600E

mutaatioita 11% (10/88) pediatristen LGAs-korkeampi prosenttimäärä kuin aiemmin raportoitu [22], [23]. Mielenkiintoista on, että

BRAF

V600E

mutaatio oli yleisintä sisällä ganglioglioomassa alatyypin pediatristen LGAs (klassinen ja ei-klassisen, 8/14 kasvaimia, p = 0,00005), kuten on esitetty kuviossa. 2.

BRAF

V600E

mutaatiota ei havaittu missään aikuisten kasvainten tutkittu, vaikka

TP53

mutaatioita yleisesti esiintyi tämä asetus (10/28 tapausta). Sitä vastoin vain 2 lapsipotilailla gliooma kanna

TP53

mutaation; molemmissa tapauksissa tämä oli yhtenevä toisen mutaation (

EGFR

ja

FLNB

, vastaavasti). Nämä tulokset viittaavat siihen, että OncoMap saattaisi helpottaa luokittelua huonolaatuisen astrocytomas ja muiden harvinaisten kasvaintyypeissä perustuen geneettisten kriteerien.

Lyhenteet: PA – Pilosyyttinen Astrosytooma, WHO luokka I; LGG, nos – matala-asteisen gliooman, ei ole mainittu, WHO luokka I tai II; GG – ganglioglioomassa; A2 – astrosytooman, WHO luokka II; HG – korkea-asteisen gliooman, WHO luokka III tai IV. Suluissa näytteiden kokonaismäärä (kaavion) ​​tai näytteiden määrä osoitetun mutaatio (ulkopuolella kuvio).

Keskustelu

Clinical Oncology on keskellä siirtyminen hoitomuoto sanelee ensisijaisesti anatominen Kasvainimplan- alkuperää sellaiseen, jossa geneettinen ja /tai molekyylien ominaisuuksien ratkaiseva rooli ohjaamisessa valinta hoidon. Lisäksi leviämisen kohdennettujen agenttien kehittämiseen ja kliininen käytäntö edellyttää samanaikaista toteuttamista kumppani diagnostisia lähestymistapoja, jotka rikastamiseksi osapopulaatioiden todennäköisimmin vastaavat lääkkeeseen. Uusia diagnostisia lähestymistapoja siis tarvitaan profiloida tahansa kasvain kääntyvää geneettisiä mutaatioita useisiin syövän geenien samanaikaisesti, toisin kuin useimmat nykyiset testit, joissa keskitytään yksittäisten geenien (tai proteiineja).

Tässä tutkimuksessa olemme mukautettu genotyping- pohjainen mutaatio profilointi karakterisointiin sekä jäädytettyjen ja FFPE johdettuja kasvain näytteet kattavat 12 syöpätyyppeihin. Olemme voimakkaasti havaittu syövän geenimutaatioita, että suora kliinistä käyttöä ja ennustaa vastustuskyky olemassa olevia aineita, kuten tyrosiinikinaasin estäjät (esim.,

EGFR

ja

KRAS

mutaatioita). Havaitsimme myös useita mutaatioita, jotka voivat ohjata käyttöä syntymässä aineita. Lopuksi tietyllä tutkimus lapsipotilailla huonolaatuisen astrocytomas, osoitimme erityinen arvo tällä alustalla voi olla harvinaisia ​​”orpo” syöpiä tunnistamalla mutaatioita, joita voi ilmoittaa molekyyli luokittelu sekä uusia hoitokeinoja lapsille näiden syöpäsairauksia.

Diagnostic interventioita onnistuneesti käyttöön kasvain mutaatio profilointi kliiniseen käytäntöön on kiertää useita teknisiä ja logistisia esteitä. Tärkein näistä on saavuttamista vankan suorituskyvyn peräisin olevissa näytteissä FFPE ja /tai arkistointia kasvain materiaalia. Huomasimme, että OncoMap alustan saavutti lähes 100%: n spesifisyys sekä tuore /jäädytetty ja FFPE johdettu kasvaimen DNA, mikä osoittaa, että vääriä positiivisia mutaatio puhelut ovat todennäköisesti melko harvinaista tämän lähestymistavan. Huomattakoon kuitenkin, että tämän saavuttamiseksi taso spesifisyyden edellyttivät analyyttisen järjestyksessä, jossa raaka Genotyyppaustulokset suoritetaan automatisoitu base calling seurasi manuaalinen tarkastelu ehdokas mutaatioiden ja validointi kaikista ehdokkaista käyttää vaihtoehtoisia genotyypitys kemiat. Niinpä kliininen täytäntöönpano OncoMap täytyy sisällyttää sekä genomista luonti ja bioinformatiikan analyyttistä osaamista molekyyli- patologian tai kliinisen diagnostisen asetus.

herkkyyttä OncoMap vaikuttavat luontainen teknologiaparametrejä, yksittäiset mutaatiokokeessa suoritusarvot, ja laatu ja puhtaus kasvainkudoksen. 89-94% määrityksen herkkyys tässä tutkimuksessa havaitut riittää monissa translaation ja kliinisiä sovelluksia; on kuitenkin olemassa luonnollisesti tilanteessa, jossa jopa korkeampi määrityksessä herkkyys on toivottavaa. Rikastaminen kasvainsolujen käyttää ydin neula leikkely tai laser-kaapata mikrodissektion ennen mutaation profiloinnin voi tarjota yhden väylä parantaa herkkyyttä, erityisesti kasvaimissa, joissa strooman tai tulehduksellinen on korkea. Samalla, herkkyys OncoMap huomattavasti suurempi kuin Sangerin sekvensoinnin, joka on kultakantaan monien geneettisiä diagnostisia lähestymistapoja. Lisäksi leveys syövän geenien ja mutaatioiden kuulusteli OncoMap tuettu edellä mainitun tiukka herkkyys ja määritykset-huomattavasti suurempi kuin nykyisten kaupallisten massaspektrometrisia-pohjainen genominen profilointi lähestymistapoja [24].

genomisesti opastettu hoitoja voi olla erityisen merkittävä rooli harvinaisia ​​kasvaimia, joissa suuria satunnaistettua tutkimusta ovat usein epäkäytännöllisiä. Voit testata kyky OncoMap tunnistaa epätavallisia ja /tai näyte rajoitettu kasvaimia, jotka voivat hyötyä erityisistä terapeuttisten aineiden luokkiin, olemme profiloitu paneeli lapsipotilailla huonolaatuisen gliooma yhteisiä syövän geenimutaatioita. Tieto geneettisen löydökset lapsilla LGAs rajallista, mutta viimeaikaiset tutkimukset ovat tunnistaneet

BRAF

toiselle siirtäminen, kromosomi päällekkäisyyksiä, ja satunnaista emästä mutaatiot heikompilaatuisen astrocytomas [18], [25], sekä eri mekanismit aktivoimiseksi ERK /MAPK-reitin Pilosyyttinen Astrosytooma [23]. Nämä havainnot viittaavat siihen, että pienmolekyylisalpaajilla

BRAF

jo aikuisten tutkimuksissa voi myös edustaa lupaavia terapeuttisia niiden osia kasvaimia. Tuloksemme osoittavat, että taajuus

BRAF

pistemutaatioita lapsipotilailla LGAs koko voi olla suurempi kuin aiemmin raportoitu, ja erityisesti, että gangliogliomas hallussaan

BRAF

V600E mutaatioiden erittäin korkealla taajuudella . Tämä havainto voi myös tukea diagnostisen tunnistaminen näistä kasvaimista. Gangliogliomas, jotka yleensä ovat veltto kasvaimia, voi siis jakaa joitakin ominaisuuksia iho- luomet, jonka melanosyyttisukuperän esiasteita myös peräisin hermostoon (hermostopienasta), näytteille veltto kasvu, ja jossa

BRAF

V600E mutaatio on myös erittäin yleistä. Havaitsimme myös useita mutaatioita ei aiemmin raportoitu lapsilla astrosytooma, joista osa (

EGFR

,

PIK3CA

,

PDGFRA

) edustavat mahdollisesti käytännöllisiä tavoitteita. Yhdenmukaiset aikaisempien raporttien kanssa [22], [26], [27] vietämme että mutaatiot geeneissä havaitaan usein aikuisten anaplastisissa astrosytoomissa ja /tai glioblastomas, kuten

TP53

tai

PTEN

, vain harvoin kohdataan lapsipotilailla Pilocytic ja heikompilaatuisen hajanainen astrocytomas.

Vaikka löydökset tukevat kliiniset toteutettavuus suurikapasiteettisten kasvain mutaatio profilointia, ymmärrämme, että massaspektrometrisia genotyypityksen lähestymistapa on tiettyjä rajoituksia, jotka voivat estää sen panemiseksi lopullinen syöpädiagnostiikassa alustalla. Näitä ovat rajallinen määrä tietyn kohdan mutaatioita, jotka voidaan määrittää (nimetty

lähtökohtaisesti

sisällä osajoukko syövän geenien), vaikeuksia suunnittelussa genotyypitys määrityksissä että tunnistaa pieniä lisäyksiä tai deleetioita ( ”in-dels”) suurempi kuin ~50bp kooltaan, kyvyttömyys tunnistaa useimmat TS-geenin mutaatioiden (joita voi esiintyä missä tahansa geeni, ei vain ”hotspot” alueet) tai muita genomisia muutoksia, kuten suuren geeni-lisäyksiä tai deleetioita, jotka voivat myös vaikuttaa avain syöpägeenit , ja hieman työvoimavaltainen luonne manuaaliseen tarkistukseen ja ortogonaaliset määritys validointi. Pitkällä aikavälillä mukauttaminen uusien genomiikan teknologioiden, kuten toisen sukupolven sekvensointi voi tarjota yhdistävä lähestymistapa kattava kasvain mutaatio profilointia. Kuitenkin OncoMap foorumi voi tarjota yhden välittömiä Avenue, jonka systemaattinen mutaatio profilointia saatetaan aloittaa ohjaamaan kliinistä tutkimusta suunnittelu sekä olemassa olevien kohdennettujen aineita monilla syöpätyyppeihin.

Yhteenvetona, tämä tutkimus on ensimmäinen laajamittainen soveltaminen OncoMap alustan kasvaimen mutaation profiloinnin kliinisessä ja arkistointia ympäristössä. Nämä tulokset siis elävöittää puitteet jossa järjestelmällistä kasvain profilointi voisi nousta laajalti mahdollista keino ohjata potilas ositusta järkevä syöpähoitojen. Huolimatta monimutkaisuuden syövän, joissa kasvava tietämys molekyyliperustan syövän molempiin laajamittainen molekyylitason epidemiologisiin tutkimuksiin ja lopulta kliininen päätöksenteko olisi lopulta nopeuttaa kynnyksellä tehokkaamman syöpähoitoihin.

tukeminen tiedot Tool menetelmät S1.

Profilointi kriittinen syöpää geenimutaatioita kliinisissä kasvain näytteissä.

doi: 10,1371 /journal.pone.0007887.s001

(0,07 MB DOC) B Taulukko S1.

OncoMap 3 core-PCR ja laajennus koetinsekvenssit.

doi: 10,1371 /journal.pone.0007887.s002

(0,13 MB XLS) B Taulukko S2.

KRAS

G12 PCR sekvenssejä käytetään tuottamaan amplikoneihin varten Sangerin ja Illumina sekvensoinnilla.

doi: 10,1371 /journal.pone.0007887.s003

(0,03 MB XLS) B Kuva S1.

Suorituskyky OncoMap in tuore ja FFPE johdettuja DNA. Vastaanotin operaattori ominaiskäyrät (ROCS) piirretään tuore (vasen paneeli) ja FFPE johdettu (oikea paneeli) DNA: t, vastaan ​​yksisuuntainen OncoMap KRAS määrityksiä, käyttäen Illumina tiedot kuin totuus-set (katso Methods S1).

Doi : 10,1371 /journal.pone.0007887.s004

(0,06 MB PPT) B

Kiitokset

Kiitämme Nicholas Wyhs, Benjamin Ebert ja Sewit Tekki teknisen asiantuntemuksen; Suely Marie tarjota karsinoomanäytteistä. Sangerin sekvensoinnin valmistui Agencourt Bioscience Corporation, Illumina sekvenoinnilla kofaktoripeptidi Genomics.