一、精准肿瘤医学时代

据最新统计数据显示,中国2015年新增约429.2万癌症病例,癌症死亡病例或超过281.4万;也就是说,平均每天有近1.2万人被确诊患癌症,7000多人因患癌死亡(数据来源于Cancer statistics in China, 2015. CACANCER J CLIN, 2016)。随着发病率和死亡率的增加,肺癌、胃癌、肝癌、食管癌、结直肠癌、乳腺癌等癌症已经成为中国人群死亡的最重要原因和主要的公共健康问题。

随着中国正式将精准医疗纳入“十三五”规划,“精准医学研究”被列为2016年优先启动的重点专项之一。建立肿瘤风险评估、预测预警、早期筛查、分型分类、个体化治疗、疗效和安全性预测及监控等精准防诊治方案和临床决策系统成为精准医学的重要研究内容。

二、赛默飞精准肿瘤医学完整解决方案

赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific, 后简称赛默飞)作为生物科技服务领域的世界领导者,提供各种最先 进的基因检测仪器(定量PCR,数字PCR,毛细管电泳测序,高通量测序等)与配套试剂,从样本准备到数据 解读的全面解决方案,以及国际标准的检测流程,积极帮助中国临床研究者开展癌症预防、诊治与监控研究。

表1-1. ThermoFisher基因检测技术平台及配套试剂盒用途与特点
实验流程
赛默飞技术平台/试剂盒
用途/特点
样本准备
ArcturusXT激光捕获显微切割系统精确捕获肿瘤细胞 / CTC捕获
KingFisher Duo/Flex全自动磁珠纯化系统自动化核酸提取:方便、快捷、灵活
MagMax cfDNA isolation Kit操作简单、得率高,用于液体活检
MagMax FFPE DNA/RNA Ultra Kit同时提取FFPE样本中的DNA与RNA
FFPE Direct DNA KitFFPE样本直接进行文库构建,省去核酸提取步骤
NGS靶向捕获
Ion Ampliseq多重PCR专利捕获技术1. 最低仅需10ng DNA/RNA;
2. 操作简单快速;
3. 捕获效率及均一性高;
4. 灵活定制;
5. 适合血浆/FFPE/穿刺/全血等各类样本;
6. 成本低
NGS多基因检测
半导体测序技术:Ion S5/S5 XL,Ion PGM, Ion Proton1. 高通量,同时检测多样本、多基因
2. 快速、灵活、准确、低成本、操作方便,适合开展临床项目
NGS数据分析
Ion Reporter(IR)、Oncomine
Knowledgebase Reporter(OKR)
1. IR:操作简单、注释全面(整合COSMIC、OMIM等45个权威 数据库)
2. OKR:全球更新最快信息最全面的肿瘤知识库,自动生成用药 指导报告
单基因检测/
NGS结果验证
Sanger法毛细管电泳测序:
3500 Dx/3500XL Dx
1. 检测单个片段内多个位点
2. 测序金标准,成本低
3. 独有的片段分析法,可同时检测几十个Biomarkers
ABI定量PCR平台:
Quantstudio Dx / 12K等
1. 单位点检测,灵敏度高(Cast-PCR可低至0.1%)
2. 操作方便快捷,成本低
3. 临床应用成熟,ABI品牌qPCR型号丰富,市场占有率最高
数字PCR平台:Quantstudio 3D1. 单位点检测,超高灵敏度(低至0.01%)
2. 操作简单,成本低,适合液体活检(ctDNA)

三、赛默飞基因检测技术在精准肿瘤领域的应用范例

1. 肿瘤风险评估

研究发现乳腺癌、卵巢癌、结直肠癌等肿瘤发病与遗传因素相关,例如BRCA1/2发生变异,罹患乳腺癌的最 高风险可达87%,而且携带者将这种变异遗传给下一代的几率为50%。利用Ion Ampliseq BRCA1 & BRCA2 Kit 与Ion Torrent测序技术检测这两个基因的全部外显子区域突变情况,筛查结果为高风险人群可及时进行干预措 施,降低发病风险。

Ion Ampliseq 肿瘤风险评估试剂盒
BRCA1 and BRCA2 Panel(2基因)用于乳腺癌/卵巢癌风险预估,PARP抑制药物伴随诊断
Extended Hereditary Breast and Ovarian Research
Panel(11基因)
用于乳腺癌/卵巢癌遗传风险研究,包含BRCA1/2
Comprehensive Ovarian Cancer Panel(41基因)用于卵巢癌遗传风险及临床转化研究, 包含BRCA1/2
Reflex hereditary Cancer Panel(25基因)用于非BRCA突变的遗传性肿瘤风险研究
Inherited cancer research Panel(134基因)用于多种遗传性肿瘤研究, 包含BRCA1/2
Custom Design Panels客户定制Panels

2. 早期筛查

早期癌症可以实现85-95%以上的治愈率,但如果发展到中晚期,三至五年的生存率仅有20%,因此癌症早期 筛查对于肿瘤防治至关重要。传统的影像学、血清标志物检测方法仍存在灵敏度低,漏检率高的问题,近几 年兴起的液体活检技术通过检测血液中的ctDNA能帮助患者更早的发现肿瘤,实现早发现、早预防、早治疗。 利用MagMax cfDNA分离试剂盒、Ion Ampliseq cfDNA捕获试剂盒与Ion Torrent高通量测序仪即可完成ctDNA检 测,阳性突变位点还可使用Quantstudio 3D数字PCR平台进行验证。

3. 分型分类

对确诊为癌症的病人进行更精细的分子分型,例如通过检测Ion AmpliSeq™ AML Panel涵盖的19个基因全外显 子,对急性髓系白血病进行分型,有助于临床医生为病人制定最合适的治疗方案。

4. 个体化治疗

肿瘤靶向药物治疗具有特异性强、疗效好、毒副作用小的优点,但是肿瘤病人的个体基因差异会导致对药物敏 感性的不同,因此需要根据病人的基因状态来决定药物治疗方案。

利用高通量测序技术进行靶向治疗的篮式研究(具有相同靶点的不同肿瘤采用相同靶向药物治疗)与伞式研究 (同一肿瘤根据不同靶点变异情况选择合适药物治疗),真正体现了肿瘤治疗的“个体化”。

(1)肺癌范例:通过检测Oncomine Solid Tumor Panel涵盖的26个非小细胞肺癌相关基因(突变与融合指 标),可以帮助病人从CFDA批准、FDA批准、NCCN指南推荐、药厂临床测试的靶向药物清单中选择最合适 的药物进行治疗。

(2) NCI-MATCH范例:通过检测Oncomine Comprehensive Cancer Panel(OCP)涵盖的143个肿瘤相关基因 (覆盖目前所有肿瘤靶向药物靶点),为标准治疗失败或者无标准治疗方案的肿瘤病人寻找靶向治疗的新机会。

Ion AmpliSeq 肿瘤靶向治疗检测试剂盒
Oncomine Solid Tumor Panel(26基因)用于肺癌/结直肠癌靶向用药指导
Oncomine Focus Cancer Panel(52基因)用于十几种肿瘤的靶向用药指导
Oncomine Comprehensive Cancer Panel(143基因)包含全部靶向药物(包括正在临床测试)的靶点
Cancer Hotspot Panel v2(50基因)用于多种肿瘤的用药指导
Oncomine cfDNA Lung Cancer Panel(11基因)用于肺癌靶向用药指导----液体活检

5. 预后监控

肿瘤病人治疗后仍需进行监测,及时了解转移、复发、残留、耐药等情况,帮助医生调整治疗策略。例如利 用Oncomine cfDNA Lung Cancer试剂盒检测肺癌病人血浆游离DNA(ctDNA),了解病人是否产生耐药突变, 是否需要调整靶向药物,让病人获得最有效的治疗。

四、主要肿瘤类型临床解决方案

1. 非小细胞肺癌

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
非小细胞肺癌
靶向治疗:
吉非替尼(易瑞沙)
厄洛替尼(特罗凯)
EGFR
18~21外显子突变
荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
EGFR、KRAS、 BRAF等基因突变 检测试剂盒单位点检测,灵敏度高
操作简单,成本低
KRAS
12,13,61号密码子
Sanger法毛细管电泳 测序仪:
如3500 Dx / 3500XL Dx
EGFR、KRAS等基 因突变检测试剂盒 (测序法)金标准
检测单片段内多个位点
靶向治疗: 克唑替尼
ALK ROS1
基因融合
Ion Torrent高通量
测序仪:
如Ion PGM / Ion S5
Oncomine Solid Tumor KitFFPE/穿刺样本
26基因(突变/融合)
MET
扩增
Exon14跳跃突变
Oncomine Focus AssayFFPE/穿刺样本本
52基因(突变/融合/ CNV)
靶向治疗: 维罗非尼、 达拉非尼
BRAF
5种V600突变
Cancer Hotspot PanelFFPE/穿刺/血浆样本
50基因(热点突变)
靶向治疗: 卡博替尼
RET
基因融合
Oncomine cfDNA Panel血浆样本(cell-free DNA)
11基因(热点突变)
靶向治疗:
阿法替尼、
曲妥珠单抗
HER2 (ERBB2)
突变
数字PCR仪:
如Quantstudio 3D
EGFR、KRAS、 BRAF等基因突变检 测试剂盒单位点检测,超高灵敏度
适合液体活检(ctDNA)
化疗: 铂类
ERCC1
mRNA表达水平
荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
——单基因表达量检测
化疗: 吉西他滨
RRM1
mRNA表达水平
Ion Torrent高通量 测序仪:
如Ion PGM/Ion S5
RNA Cancer Panel多基因表达量检测

2. 结直肠癌

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
结直肠癌
靶向治疗:
西妥昔单抗(爱必妥)
帕尼单抗(维克替比)
尼妥珠单抗(泰欣生)
KRAS
12,13,61号密码子荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
KRAS、BRAF、PIK3CA基因突变检测试剂盒单位点检测,灵敏度高
操作简单,成本低
BRAF
5种V600突变Sanger法毛细管电泳测序仪:
如3500 Dx / 3500XL Dx
KRAS基因突变检测试剂盒(测序法)金标准
检测单片段内多个位点
PIK3CA
5种基因突变Ion Torrent高通量测序仪:
如Ion PGM / Ion S5
Oncomine Solid Tumor Kit高通量:多样本、多基因
22个基因(热点突变)
化疗: 伊立替康
UGT1A1
多态性Sanger法毛细管电泳测序仪:
如3500 Dx / 3500XL Dx
UGT1A1基因多态性检测试剂盒(测序法)金标准
化疗: 铂类
ERCC1
mRNA表达水平荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
——单基因表达量检测
化疗: 5-Fu
DPD
6种热点突变Sanger法毛细管电泳测序仪:
如3500 Dx / 3500XL Dx
DPD基因突变检测试剂盒(测序法)金标准

3. 乳腺癌/卵巢癌

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
乳腺癌
卵巢癌
风险评估
伴随诊断
BRCA1
突变
Sanger法毛细管电泳测序仪:
如3500 Dx/3500XL Dx
BRCA1/2基因突变检测 试剂盒(测序法)检测热点突变
BRCA2
突变
Ion Torrent高通量测序仪:
如Ion PGM/Ion S5
Ion AmpliSeq BRCA1 & BRCA2 Panel100%覆盖全部 外显子区

4. 胃肠道间质瘤

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
胃肠间质瘤
靶向治疗:
伊马替尼 (格列卫)
C-KIT
外显子9、11、13、17Sanger法毛细管电泳 测序仪:
如3500 Dx/3500XL Dx
---金标准
检测单片段内多个 位点
PDGFRA
外显子12、18Ion Torrent高通量 测序仪:
如Ion PGM/Ion S5
Oncomine Focus Assay
Cancer Hotspot Panel
高通量:多样本多 基因检测
化疗: 铂类
ERCC1
mRNA表达水平荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
---单基因表达量检测

5. 转移性黑色素瘤

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
转移性黑色
素瘤
靶向治疗:
伊马替尼 (格列卫)
C-KIT
外显子9、11、13、17Sanger法毛细管电泳 测序仪:
如3500 Dx/3500XL Dx
---金标准
检测单片段内多个 位点
PDGFRA
外显子12、18Ion Torrent高通量 测序仪:
如Ion PGM/Ion S5
Oncomine Focus Assay
Cancer Hotspot Panel
高通量:多样本多 基因检测
靶向治疗:
维罗非尼
BRAF
5种V600突变荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
BRAF基因突变检测 试剂盒单位点检测,
灵敏度高
操作简单,成本低

6. 淋巴瘤

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
淋巴瘤
诊断与分型
TCRB+TCRG
重排
Sanger法毛细管电泳测序仪:
如3500 Dx/3500XL Dx
(TCRB+TCRG)基因重排检测试剂盒金标准
片段分析法
IgH3+IGK
(IgH3+IGK)基因重排检测试剂盒

五、Ion Ampliseq肿瘤Panels汇总

Oncomine Cancer Panels
Oncomine Solid Tumor Panel(26基因)用于肺癌/结直肠癌靶向用药指导
Oncomine Focus Assay(52基因)用于十几种肿瘤的靶向用药指导
Oncomine Comprehensive Cancer Panel(143基因)包含全部靶向药物(包括正在临床测试)的靶点
Oncomine cfDNA Lung Cancer Panel(11基因)用于肺癌靶向药物指导/耐药监控----液体活检
DNA肿瘤检测试剂盒
肿瘤热点突变试剂盒(50基因)用于多种肿瘤的用药指导/预后预测
结肠癌/肺癌试剂盒(22基因)用于肺癌/结直肠癌靶向用药指导
AML检测试剂盒(19基因)用于AML分子分型
乳腺癌/卵巢癌检测试剂盒(2基因)用于乳腺癌/卵巢癌风险预估,PARP抑制药物伴随诊断
乳腺癌/卵巢癌扩展性研究试剂盒(11基因)用于乳腺癌/卵巢癌遗传风险研究
卵巢癌综合性研究试剂盒(41基因)用于卵巢癌遗传风险及转化研究
遗传性肿瘤拓展研究试剂盒(25基因)用于非BRCA突变的遗传性肿瘤风险研究
遗传性肿瘤研究试剂盒(134基因)用于多种遗传性肿瘤研究
TP53检测试剂盒(1基因)用于肿瘤预后评估及研究
综合肿瘤试剂盒(409基因)用于各类肿瘤的研究
全外显子组检测试剂盒(2万基因)用于各类肿瘤的研究
RNA肿瘤检测试剂盒
肿瘤基因表达检测试剂盒(50基因)用于检测多种肿瘤相关基因的表达量
凋亡基因表达检测试剂盒(267基因)用于检测凋亡相关基因的表达量
肺癌融合基因检测试剂盒(4基因)用于肺癌融合基因检测及靶向药物指导
全基因表达量检测试剂盒(2万基因)用于各类肿瘤的研究,检测全部基因的表达量

1. Oncomine Cancer Panels:样本至用药指导报告完整解决方案

利用全球更新最快最全面的Oncomine肿瘤数据库精选肿瘤基因靶点,基于Ampliseq技术设计Panel,GMP资 质工厂生产试剂盒,结合Ion Torrent测序仪及Ion Reporter分析肿瘤样本中的SNVs,Indels,CNVs,Fusions信 息,获得包含FDA批准,NCCN指南推荐,全部临床I/II/III期的靶向药物指导报告。

美国精准肿瘤计划(NCI-MATCH)与日本精准肿瘤计划(LC-SCRUM与GI-Screen)均选择Oncomine Cancer Panel用于肿瘤病人入组检测。

辉瑞、GSK等知名药厂选择Oncomine Cancer Panel用于药物研发及伴随诊断。

1.1 Oncomine Solid Tumor Panel:
仅需10ng gDNA与10ng RNA;涵盖针对肺癌/结直肠癌靶向药物的22个基因热点突变及4类融合基因。美国 CLIA实验室已在临床上用于肺癌/结直肠癌靶向用药指导。

检测类型
基因列表
热点突变EGFR, KRAS, BRAF, ERBB2, PIK3CA, NRAS, TP53, ERBB4, FGFR1, FGFR2, FGFR3, DDR2, ALK, PTEN, MAP2K1, AKT1, STK11, CTNNB1, SMAD4, FBXW7, NOTCH1
融合基因ALK, ROS1, RET, NTRK1

1.4 Oncomine cfDNA lung cancer Panel:
仅需20ng cfDNA,涵盖肺癌相关的11个基因的热点突变,用于液体活检,ctDNA检测灵敏度可达到0.1%。

检测类型
基因列表
热点突变ALK、BRAF、EGFR、ERBB2、KRAS、MAP2K1、MET、NRAS、PIK3CA、ROS1、TP53

2.1 肿瘤热点突变试剂盒(AmpliSeq Cancer Hotspot Panel v2):
仅需10ng gDNA;207个扩增子,涵盖50个肿瘤相关基因2800多个热 点突变。可用于多种肿瘤的靶向药物指导,预后评估等。

2.2 结肠癌/肺癌基因突变检测试剂盒(AmpliSeq Colon and Lung Cancer Panel):
仅需10ng gDNA;92个扩增子,涵盖22个肺癌/结肠癌相关基因500多个热点突变。可用于靶向药物指导。

检测类型
基因列表
热点突变EGFR, KRAS, BRAF, ERBB2, PIK3CA, NRAS, TP53, ERBB4, FGFR1, FGFR2, FGFR3, DDR2, ALK, PTEN, MAP2K1, AKT1, STK11, CTNNB1, SMAD4, FBXW7, NOTCH1

2.3 AML基因突变检测试剂盒(Ion AmpliSeq AML Panel):
仅需40ng gDNA;237个扩增子,涵盖19个AML相关基因的全外显子区。

检测类型
基因列表
热点突变CEPBA, DNMT3A, GATA2, TET2, TP53; ASXL1, BRAF, CBL, FLT3, IDH1, IDH2, JAK2, KIT, KRAS, NPM1, NRAS, PTPN11, RUNX1, WT1

2.4 乳腺癌/卵巢癌检测试剂盒(Ion AmpliSeq BRCA1 and BRCA2 Panel):
仅需30ng gDNA;167个扩增子,覆盖BRCA1与BRCA2的全部外显子区及与内含子连接区;可用于乳腺癌/卵 巢癌的风险评估,以及PARP抑制药物的伴随诊断。

2.5 乳腺癌/卵巢癌扩展性研究试剂盒(Ion AmpliSeq Extended Hereditary Breast and Ovarian Research Panel):
覆盖遗传性乳腺癌/卵巢癌相关的11个基因。

检测类型
基因列表
热点突变ATM, BRCA1, BRCA2, CHECK2, PALB2, RAD51C, RAD51D, NBN1, CDH1, SMARCA4, TP53

2.6 卵巢癌综合性研究试剂盒(Ion AmpliSeq Comprehensive Ovarian Cancer Panel):
覆盖卵巢癌相关的41个基因。

检测类型
基因列表
热点突变ATM, ATR, ATRX, BAP1, BARD1, BCL2L1, BLM, BRCA1, BRCA2, BRIP1, C11orf30, CCNE1,
CHEK1, CHEK2, FANCA, FANCB, FANCC, FANCD2, FANCE, FANCF, FANCG, FANCI, FANCL,
FANCM, MDM2, MRE11A, MUTYH, NBN, PALB2, PARP1, PIK3CA, PRKDC, PTEN, RAD50,
RAD51B, RAD51C, RAD51D, RAD54L, RPA1, SHFM1, TP53

2.7 遗传性肿瘤拓展研究试剂盒(Ion AmpliSeq reflex hereditary Cancer Panel):
覆盖非BRCA突变的主要遗传性肿瘤相关的25个基因(不包含BRCA1/2)。

检测类型
基因列表
热点突变APC, ATM, BARD1, BMPR1A, BRIP1, CDH1, CDK4, CDKN2A, CHEK2, EPCAM, MLH1, MRE11A,
MSH2, MSH6, MUTYH, NBN, PALB2, PMS2, PTEN, RAD50, RAD51C, RAD51D, SMAD4, STK11,
TP53

2.8 遗传性肿瘤研究试剂盒(Ion AmpliSeq inherited cancer research Panel):
仅需20ng gDNA;3340个扩增子,覆盖各种遗传性肿瘤相关的134个基因。

2.9 TP53基因突变检测试剂盒(Ion AmpliSeq TP53 Panel):
仅需20ng gDNA;24个扩增子,覆盖TP53基因的全部外显子区与UTR区。

2.10 综合肿瘤基因检测试剂盒(Ion AmpliSeq Comprehensive Cancer Panel):
仅需40ng gDNA;15992个扩增子,覆盖409个肿瘤相关基因的全部外显子区。

2.11 全外显子组检测试剂盒(Ion AmpliSeq Exome Panel):
仅需50ng gDNA;293,903个扩增子,覆盖2万个基因的全部外显子区(97%)。捕获及建库仅需6个小时,手 动操作时间小于1小时。

3. RNA肿瘤检测试剂盒:

基于Ion Ampliseq技术开发肿瘤相关RNA检测试剂盒,最低仅需10ng RNA(一张石蜡切片),即可捕获几十、 几百甚至上千个肿瘤基因,操作简单快捷(普通PCR操作,4-5个小时完成捕获及建库),通过Ion Torrent测序 及Ion Reporter分析得到肿瘤相关基因的表达量或者融合基因信息。

3.1 肿瘤基因表达检测试剂盒(Ion AmpliSeq RNA Cancer Panel):
仅需10ng RNA;50个扩增子,检测50个肿瘤相关基因的表达量。

3.2 凋亡基因表达检测试剂盒(Ion AmpliSeq RNA Apoptosis Panel):
仅需10ng RNA;267个扩增子,检测267个凋亡相关基因的表达量。

3.3 肺癌融合基因检测试剂盒(AmpliSeq RNA Fusion Lung Cancer Research Panel):
仅需10ng RNA;85个扩增子,检测ALK,ROS1,RET,NTRK1所有融合形式。

3.4 全基因表达检测试剂盒(Ion AmpliSeq Transcriptome Human Gene Expression Panel):
仅需10ng RNA;20802个扩增子,检测18,574个基因及2,228个非编码RNA的表达量。

六、血液系统疾病

血液病亦称为造血系统疾病,包括原发于造血系统疾病和主要累及造血系统的疾病。临床上常见的疾病有白血 病、淋巴瘤、骨髓增生异常综合症、再生障碍性贫血、血小板减少症、多发性骨髓瘤、血友病等。其中白血病 是血液系统疾病中最常见的造血干细胞恶性克隆性疾病。白血病的精确诊断分型是正确制定治疗方案的前提。 目前国际上通用的是细胞形态学(Morphology)、免疫学(Immunology)、细胞遗传学(Cytogenetics)和分 子生物学(Molecular biology)分型,即我们常说的MICM分型。

分子生物学诊断技术平台中包括诸多实验手段,如定性和定量PCR、基因扫描、基因芯片及基因测序等方法, 而且结果易受标本采集、标本保存、核酸提取、PCR扩增、试剂和仪器质量等许多因素的影响。目前分子生物 学诊断技术在血液系统疾病的诊断分型、个体化治疗、疗效评估,预后判断及MRD监测等各个领域均有广泛 应用,最常见的为针对基因突变和融合基因的检测。如BRAF(V600E)突变是毛细胞白血病的诊断分子标志 物;IKZF1基因突变是B-ALL患者独立的预后不良因素,而 RUNX1和TP53基因突变是AML和MDS的独立预后不 良因素;FL3突变的AML 患者可选择针对AML的酪氨酸激酶抑制剂,如米哚妥林,索拉非尼等。

肿瘤类型临床应用靶标基因检测内容分子诊断技术平台配套试剂特点
HLA基因分型造血干细胞移植HLA基因基因分型3500 Dx & 3500XL Dx 基因分析仪SeCore HLA Sequence- Based Typing金标准
器官移植Ion Torrent 高通量 测序仪--高通量,一次检 测多个样品
急性髓性白血 病(AML)辅助诊断TET2, DNMT3A, TP53,
ASXL1, RUNX1, NRAS,
BRAF (V600E), JAK2
(V617F or exon 12),
CALR (exon 9), MPL
基因突变Ion Torrent 高通量 测序仪Ion AmpliSeq™ AML Panel高通量,一次检 测多个样品
指导治疗FLT3, KIT, IDH1/IDH2,
JAK2, BRAF
基因突变
预后判断NPM1, CEBPA, RUNX1,
TP53, DNMT3A, ASXL1,KIT
基因突变
急性淋巴细 胞白血病 (ALL)预后判断TEL-AML, E2A-PBX1,
BCR-ABL, MLL-AF4,TP53, FBXW7, FLT3,
KRAS, IKZF1, JAK1,
JAK2, NOTCH1, NRAS,PAX5,PHF6
融合基因Ion Torrent 高通量 测序仪客户定制:
www.Ampliseq.com
高通量,一次检测多个样品
辅助诊断和预后判断基因突变
骨髓增生异常综合征(MDS)辅助诊断DNMT3A, IDH1/IDH2,
JAK2, MPL, SF3B1,
SRSF2, TET2, EZH2
基因突变Ion Torrent 高通量 测序仪Ion AmpliSeq™ AML Panel
客户定制:
www.Ampliseq.com
高通量,一次检 测多个样品
微小残留病 (MRD)复发风险预 测任何在诊断时鉴定的驱 动基因突变 3500 Dx & 3500XL Dx 基因分析仪
Ion Torrent 高通量测序仪
客户定制:
www.Ampliseq.com
高通量,一次检测多个样品

肿瘤药的伴随诊断方案

从临床前到伴随诊断开发的先行者

在全球范围内,ThermoFisher致力于人类的健康事业,在肿瘤靶向药的研发和临床领域,ThermoFisher利用先 进的分子诊断技术,和辉瑞、默克、葛兰素史克、百时美施贵宝等制药公司开展着长期的伴随诊断的战略合 作。

在中国ThermoFisher根据国内的法规,为药厂提供从分子标志物的发现和优化、诊断合作公司的推荐、总部团 队对诊断试剂盒的优化、诊断试剂盒在国内的注册申报、以及伴随诊断的市场推广等合作方式。

伴随诊断的应用范例

1. 肿瘤小分子靶向药和多基因检测

近年在国内批准的小分子靶向药越来越多,易瑞沙、赛可瑞、爱必妥等靶向药已经迅速在临床应用,如何使用 患者数量有限的样本同时分析多种基因?临床如何在少量穿刺样本中同时检测多种基因?

目前国际上处于临床评估阶段的肿瘤学药物和疫苗有超过900种,如何从海量的分子标志物中寻找有效的驱动 基因?因此业内对于通用型肿瘤分子标志物Panel的需求正在快速增长,Thermofisher针对多基因检测提供多种 解决方案:

1.1 NCI-MATCH研究和Oncomine™ Comprehensive Panel
NCI-MATCH的英文全称是NCI-Molecular Analysis for Therapy Choice,该临床试验分析患者的肿瘤是否有基因 异常且该异常存在靶向药物(即可操作的突变),然后基于该异常分配治疗。NCI-MATCH旨在发现根据肿瘤 的分子异常给予治疗是否有效的证据。

NCI-MATCH使用Thermo先进的Ion Torrent™ NGS测序检测,该检测已 经在4个认证的临床实验室得到了广 泛的确证,并且结果高度一致。这 一通用型Panel可以从143种独特的 基因中检测相关的 SNP、CNV、基 因融合、插入和缺失,从而为临床实验研究项目提供所需的信息。帮助从143种临床研究中涉及的最新基因改变信息中寻找驱动基因,并实时更 新最新的热点基因和数据库。

研究中,仅需20ng DNA与10 ng RNA,即从少量的患者组织样本即可得到全部基因改变信息,适用多种样本 类型和取样方式(包括细针穿刺和针芯活检等),方便开展大规模临床研究设计

关于详细的Oncomine Comprehensive Panel产品介绍请见 17 页
关于详细的NCI-MATCH进展请登录美国NCI主页

1.2 在临床研究中聚焦已批准和明确意义的基因- Oncomine Focus Assay /Oncomine Universal Panel
作为辉瑞制药,诺华和葛兰素史克等国际药厂的伴随诊断,在新药伴随诊断的研发中,对于有明确临床意义 的靶点,如EGFR突变,ALK融合,ROS1融合,MET 14外显子跳跃等,推荐使用Oncomine Focus Panel,该 Panel检测52个和肿瘤密切相关的基因

关于详细的Oncomine Focus Panel产品介绍请见 11 页

2. PARP抑制剂和BRCA检测

奥拉帕尼(olaparib, AZD2281)是一种PARP(poly ADP-ribose polymerase) 抑制剂。在化疗耐受的患者中,被证实在BRCA1和BRCA2突变阳性的患者比 阴性的患者有更高的获益率,特别针对于铂敏感的患者。

Oncomine Comprehensive Panel几乎包含所有PARP临床研究报道过的基 因,包括BRCA, ATM, CHEK2, ERCC, ERBB等48种高覆盖全基因检测,帮助 从多种DNA错配修复基因中寻找适合的驱动基因;

针对专注BRCA1/2基因的临床研究或临床检测,Oncomine BRCA Research Panel是目前唯一可同时检测血液和组织中基因改变的NGS Panel。该试剂同 时适用于胚系(Germline)或体细胞(Somatic)基因改变,便于同时研究组 织和血液中DNA改变的临床意义。仅需10-20ng DNA,非常适合临床研究中的 FFPE小样本,且在两个基因的覆盖率达到了100%

除此之外,客户还可以根据研究的实际需求向Thermo订制Ion AmpliSeq,以下是临床研究中的订制范例:

 Ion AmpliSeq Extended
Hereditary Breast & Ovarian
Research Panel
Ion AmpliSeq Reflex
Hereditary Cancer Research
Panel
Ion AmpliSeq Comprehensive
Ovarian Cancer Research
Panel
Cancer typeBreast + ovarian cancer predispositionBroader inherited cancer predispositionOvarian
Gene number112541
ContentATM, BRCA1, BRCA2, CHECK2, PALB2, RAD51C, RAD51D, NBN1, CDH1, SMARCA4, TP53APC, ATM, BARD1, BMPR1A, BRIP1, CDH1, CDK4, CDKN2A, CHEK2, EPCAM, MLH1, MRE11A, MSH2, MSH6, MUTYH, NBN, PALB2, PMS2, PTEN, RAD50, RAD51C, RAD51D, SMAD4, STK11, TP53ATM, ATR, ATRX, BAP1, BARD1, BCL2L1, BLM, BRCA1, BRCA2, BRIP1, C11orf30, CCNE1, CHEK1, CHEK2, FANCA, FANCB, FANCC, FANCD2, FANCE, FANCF, FANCG, FANCI, FANCL, FANCM, MDM2, MRE11A, MUTYH, NBN, PALB2, PARP1, PIK3CA, PRKDC, PTEN, RAD50, RAD51B, RAD51C, RAD51D, RAD54L, RPA1, SHFM1, TP53

3. 第三代TKI和血液耐药监测

T790M突变占TKI(酪氨酸激酶抑制剂)治疗后获得性耐药突变的60%,Osimertinib (AZD9291)已被FDA批 准用于EGFR T790M突变阳性的晚期患者,在2016版的NCCN非小细胞肺癌指南中,新增了TKI治疗耐药后需 要对T790M进行监测。

血液中cfDNA含量极低,为帮助更多患者获得合适的治疗,对检测方法的灵敏度要求不低于0.1%。QuantStudio™ 3D Digital PCR是一种基于单分子模板的PCR扩增技术,这一特性已被应用于T790M的耐药监测。

在一项针对中国人群样本的临床研究中,3D PCR检测血液中EGFR突变相对于ARMS组织中EGFR突变,灵敏 度达到了85%,总体符合率为95%。

3D数字PCR同时可以定量检测基因改变信息,便于临床研究实时动态监测,以及研究基因突变丰度和治疗的 相关性。

针对研究血液中的多种基因改变,Thermo提供了多种解决方案,如 Oncomine Focus Panel,Oncomine Solid Tumor Panel, Oncomine Lung cfDNA Assay。其中Oncomine Lung cfDNA Assay为目标突变序列设计 的创新的建库方法,可检测cfDNA中最低0.1%的稀少突变 ,仅需4 ml血液中的 20ng cfDNA。

cancer-precision-medicine-pic-19

4. 免疫治疗和免疫应答检测

免疫治疗将是继小分子靶向药之后另一种改变患者生存的治疗方案,但目前有效率和靶点还不是很明确, Oncomine Immuno Panel可以帮助筛选出潜在获益的特定分子改变的人群,目前Thermo已和多家国际药企开 展伴随诊断战略合作。

包含400种从文献、临床数据、制药公司、公共数据库收集的肿瘤微环境和肿瘤特异性基因,相比传统转录组 具有更高的灵敏度和线性。

该项目针对肿瘤微环境的关键免疫基因表达,36组功能基因分类:

一、精准肿瘤医学时代

据最新统计数据显示,中国2015年新增约429.2万癌症病例,癌症死亡病例或超过281.4万;也就是说,平均每天有近1.2万人被确诊患癌症,7000多人因患癌死亡(数据来源于Cancer statistics in China, 2015. CACANCER J CLIN, 2016)。随着发病率和死亡率的增加,肺癌、胃癌、肝癌、食管癌、结直肠癌、乳腺癌等癌症已经成为中国人群死亡的最重要原因和主要的公共健康问题。

随着中国正式将精准医疗纳入“十三五”规划,“精准医学研究”被列为2016年优先启动的重点专项之一。建立肿瘤风险评估、预测预警、早期筛查、分型分类、个体化治疗、疗效和安全性预测及监控等精准防诊治方案和临床决策系统成为精准医学的重要研究内容。

二、赛默飞精准肿瘤医学完整解决方案

赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific, 后简称赛默飞)作为生物科技服务领域的世界领导者,提供各种最先 进的基因检测仪器(定量PCR,数字PCR,毛细管电泳测序,高通量测序等)与配套试剂,从样本准备到数据 解读的全面解决方案,以及国际标准的检测流程,积极帮助中国临床研究者开展癌症预防、诊治与监控研究。

表1-1. ThermoFisher基因检测技术平台及配套试剂盒用途与特点
实验流程
赛默飞技术平台/试剂盒
用途/特点
样本准备
ArcturusXT激光捕获显微切割系统精确捕获肿瘤细胞 / CTC捕获
KingFisher Duo/Flex全自动磁珠纯化系统自动化核酸提取:方便、快捷、灵活
MagMax cfDNA isolation Kit操作简单、得率高,用于液体活检
MagMax FFPE DNA/RNA Ultra Kit同时提取FFPE样本中的DNA与RNA
FFPE Direct DNA KitFFPE样本直接进行文库构建,省去核酸提取步骤
NGS靶向捕获
Ion Ampliseq多重PCR专利捕获技术1. 最低仅需10ng DNA/RNA;
2. 操作简单快速;
3. 捕获效率及均一性高;
4. 灵活定制;
5. 适合血浆/FFPE/穿刺/全血等各类样本;
6. 成本低
NGS多基因检测
半导体测序技术:Ion S5/S5 XL,Ion PGM, Ion Proton1. 高通量,同时检测多样本、多基因
2. 快速、灵活、准确、低成本、操作方便,适合开展临床项目
NGS数据分析
Ion Reporter(IR)、Oncomine
Knowledgebase Reporter(OKR)
1. IR:操作简单、注释全面(整合COSMIC、OMIM等45个权威 数据库)
2. OKR:全球更新最快信息最全面的肿瘤知识库,自动生成用药 指导报告
单基因检测/
NGS结果验证
Sanger法毛细管电泳测序:
3500 Dx/3500XL Dx
1. 检测单个片段内多个位点
2. 测序金标准,成本低
3. 独有的片段分析法,可同时检测几十个Biomarkers
ABI定量PCR平台:
Quantstudio Dx / 12K等
1. 单位点检测,灵敏度高(Cast-PCR可低至0.1%)
2. 操作方便快捷,成本低
3. 临床应用成熟,ABI品牌qPCR型号丰富,市场占有率最高
数字PCR平台:Quantstudio 3D1. 单位点检测,超高灵敏度(低至0.01%)
2. 操作简单,成本低,适合液体活检(ctDNA)

三、赛默飞基因检测技术在精准肿瘤领域的应用范例

1. 肿瘤风险评估

研究发现乳腺癌、卵巢癌、结直肠癌等肿瘤发病与遗传因素相关,例如BRCA1/2发生变异,罹患乳腺癌的最 高风险可达87%,而且携带者将这种变异遗传给下一代的几率为50%。利用Ion Ampliseq BRCA1 & BRCA2 Kit 与Ion Torrent测序技术检测这两个基因的全部外显子区域突变情况,筛查结果为高风险人群可及时进行干预措 施,降低发病风险。

Ion Ampliseq 肿瘤风险评估试剂盒
BRCA1 and BRCA2 Panel(2基因)用于乳腺癌/卵巢癌风险预估,PARP抑制药物伴随诊断
Extended Hereditary Breast and Ovarian Research
Panel(11基因)
用于乳腺癌/卵巢癌遗传风险研究,包含BRCA1/2
Comprehensive Ovarian Cancer Panel(41基因)用于卵巢癌遗传风险及临床转化研究, 包含BRCA1/2
Reflex hereditary Cancer Panel(25基因)用于非BRCA突变的遗传性肿瘤风险研究
Inherited cancer research Panel(134基因)用于多种遗传性肿瘤研究, 包含BRCA1/2
Custom Design Panels客户定制Panels

2. 早期筛查

早期癌症可以实现85-95%以上的治愈率,但如果发展到中晚期,三至五年的生存率仅有20%,因此癌症早期 筛查对于肿瘤防治至关重要。传统的影像学、血清标志物检测方法仍存在灵敏度低,漏检率高的问题,近几 年兴起的液体活检技术通过检测血液中的ctDNA能帮助患者更早的发现肿瘤,实现早发现、早预防、早治疗。 利用MagMax cfDNA分离试剂盒、Ion Ampliseq cfDNA捕获试剂盒与Ion Torrent高通量测序仪即可完成ctDNA检 测,阳性突变位点还可使用Quantstudio 3D数字PCR平台进行验证。

3. 分型分类

对确诊为癌症的病人进行更精细的分子分型,例如通过检测Ion AmpliSeq™ AML Panel涵盖的19个基因全外显 子,对急性髓系白血病进行分型,有助于临床医生为病人制定最合适的治疗方案。

4. 个体化治疗

肿瘤靶向药物治疗具有特异性强、疗效好、毒副作用小的优点,但是肿瘤病人的个体基因差异会导致对药物敏 感性的不同,因此需要根据病人的基因状态来决定药物治疗方案。

利用高通量测序技术进行靶向治疗的篮式研究(具有相同靶点的不同肿瘤采用相同靶向药物治疗)与伞式研究 (同一肿瘤根据不同靶点变异情况选择合适药物治疗),真正体现了肿瘤治疗的“个体化”。

(1)肺癌范例:通过检测Oncomine Solid Tumor Panel涵盖的26个非小细胞肺癌相关基因(突变与融合指 标),可以帮助病人从CFDA批准、FDA批准、NCCN指南推荐、药厂临床测试的靶向药物清单中选择最合适 的药物进行治疗。

(2) NCI-MATCH范例:通过检测Oncomine Comprehensive Cancer Panel(OCP)涵盖的143个肿瘤相关基因 (覆盖目前所有肿瘤靶向药物靶点),为标准治疗失败或者无标准治疗方案的肿瘤病人寻找靶向治疗的新机会。

Ion AmpliSeq 肿瘤靶向治疗检测试剂盒
Oncomine Solid Tumor Panel(26基因)用于肺癌/结直肠癌靶向用药指导
Oncomine Focus Cancer Panel(52基因)用于十几种肿瘤的靶向用药指导
Oncomine Comprehensive Cancer Panel(143基因)包含全部靶向药物(包括正在临床测试)的靶点
Cancer Hotspot Panel v2(50基因)用于多种肿瘤的用药指导
Oncomine cfDNA Lung Cancer Panel(11基因)用于肺癌靶向用药指导----液体活检

5. 预后监控

肿瘤病人治疗后仍需进行监测,及时了解转移、复发、残留、耐药等情况,帮助医生调整治疗策略。例如利 用Oncomine cfDNA Lung Cancer试剂盒检测肺癌病人血浆游离DNA(ctDNA),了解病人是否产生耐药突变, 是否需要调整靶向药物,让病人获得最有效的治疗。

四、主要肿瘤类型临床解决方案

1. 非小细胞肺癌

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
非小细胞肺癌
靶向治疗:
吉非替尼(易瑞沙)
厄洛替尼(特罗凯)
EGFR
18~21外显子突变
荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
EGFR、KRAS、 BRAF等基因突变 检测试剂盒单位点检测,灵敏度高
操作简单,成本低
KRAS
12,13,61号密码子
Sanger法毛细管电泳 测序仪:
如3500 Dx / 3500XL Dx
EGFR、KRAS等基 因突变检测试剂盒 (测序法)金标准
检测单片段内多个位点
靶向治疗: 克唑替尼
ALK ROS1
基因融合
Ion Torrent高通量
测序仪:
如Ion PGM / Ion S5
Oncomine Solid Tumor KitFFPE/穿刺样本
26基因(突变/融合)
MET
扩增
Exon14跳跃突变
Oncomine Focus AssayFFPE/穿刺样本本
52基因(突变/融合/ CNV)
靶向治疗: 维罗非尼、 达拉非尼
BRAF
5种V600突变
Cancer Hotspot PanelFFPE/穿刺/血浆样本
50基因(热点突变)
靶向治疗: 卡博替尼
RET
基因融合
Oncomine cfDNA Panel血浆样本(cell-free DNA)
11基因(热点突变)
靶向治疗:
阿法替尼、
曲妥珠单抗
HER2 (ERBB2)
突变
数字PCR仪:
如Quantstudio 3D
EGFR、KRAS、 BRAF等基因突变检 测试剂盒单位点检测,超高灵敏度
适合液体活检(ctDNA)
化疗: 铂类
ERCC1
mRNA表达水平
荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
——单基因表达量检测
化疗: 吉西他滨
RRM1
mRNA表达水平
Ion Torrent高通量 测序仪:
如Ion PGM/Ion S5
RNA Cancer Panel多基因表达量检测

2. 结直肠癌

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
结直肠癌
靶向治疗:
西妥昔单抗(爱必妥)
帕尼单抗(维克替比)
尼妥珠单抗(泰欣生)
KRAS
12,13,61号密码子荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
KRAS、BRAF、PIK3CA基因突变检测试剂盒单位点检测,灵敏度高
操作简单,成本低
BRAF
5种V600突变Sanger法毛细管电泳测序仪:
如3500 Dx / 3500XL Dx
KRAS基因突变检测试剂盒(测序法)金标准
检测单片段内多个位点
PIK3CA
5种基因突变Ion Torrent高通量测序仪:
如Ion PGM / Ion S5
Oncomine Solid Tumor Kit高通量:多样本、多基因
22个基因(热点突变)
化疗: 伊立替康
UGT1A1
多态性Sanger法毛细管电泳测序仪:
如3500 Dx / 3500XL Dx
UGT1A1基因多态性检测试剂盒(测序法)金标准
化疗: 铂类
ERCC1
mRNA表达水平荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
——单基因表达量检测
化疗: 5-Fu
DPD
6种热点突变Sanger法毛细管电泳测序仪:
如3500 Dx / 3500XL Dx
DPD基因突变检测试剂盒(测序法)金标准

3. 乳腺癌/卵巢癌

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
乳腺癌
卵巢癌
风险评估
伴随诊断
BRCA1
突变
Sanger法毛细管电泳测序仪:
如3500 Dx/3500XL Dx
BRCA1/2基因突变检测 试剂盒(测序法)检测热点突变
BRCA2
突变
Ion Torrent高通量测序仪:
如Ion PGM/Ion S5
Ion AmpliSeq BRCA1 & BRCA2 Panel100%覆盖全部 外显子区

4. 胃肠道间质瘤

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
胃肠间质瘤
靶向治疗:
伊马替尼 (格列卫)
C-KIT
外显子9、11、13、17Sanger法毛细管电泳 测序仪:
如3500 Dx/3500XL Dx
---金标准
检测单片段内多个 位点
PDGFRA
外显子12、18Ion Torrent高通量 测序仪:
如Ion PGM/Ion S5
Oncomine Focus Assay
Cancer Hotspot Panel
高通量:多样本多 基因检测
化疗: 铂类
ERCC1
mRNA表达水平荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
---单基因表达量检测

5. 转移性黑色素瘤

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
转移性黑色
素瘤
靶向治疗:
伊马替尼 (格列卫)
C-KIT
外显子9、11、13、17Sanger法毛细管电泳 测序仪:
如3500 Dx/3500XL Dx
---金标准
检测单片段内多个 位点
PDGFRA
外显子12、18Ion Torrent高通量 测序仪:
如Ion PGM/Ion S5
Oncomine Focus Assay
Cancer Hotspot Panel
高通量:多样本多 基因检测
靶向治疗:
维罗非尼
BRAF
5种V600突变荧光定量PCR仪:
如Quantstudio Dx
BRAF基因突变检测 试剂盒单位点检测,
灵敏度高
操作简单,成本低

6. 淋巴瘤

肿瘤类型
临床应用
靶标基因
检测内容
分子诊断技术平台
配套试剂
特点
淋巴瘤
诊断与分型
TCRB+TCRG
重排
Sanger法毛细管电泳测序仪:
如3500 Dx/3500XL Dx
(TCRB+TCRG)基因重排检测试剂盒金标准
片段分析法
IgH3+IGK
(IgH3+IGK)基因重排检测试剂盒

五、Ion Ampliseq肿瘤Panels汇总

Oncomine Cancer Panels
Oncomine Solid Tumor Panel(26基因)用于肺癌/结直肠癌靶向用药指导
Oncomine Focus Assay(52基因)用于十几种肿瘤的靶向用药指导
Oncomine Comprehensive Cancer Panel(143基因)包含全部靶向药物(包括正在临床测试)的靶点
Oncomine cfDNA Lung Cancer Panel(11基因)用于肺癌靶向药物指导/耐药监控----液体活检
DNA肿瘤检测试剂盒
肿瘤热点突变试剂盒(50基因)用于多种肿瘤的用药指导/预后预测
结肠癌/肺癌试剂盒(22基因)用于肺癌/结直肠癌靶向用药指导
AML检测试剂盒(19基因)用于AML分子分型
乳腺癌/卵巢癌检测试剂盒(2基因)用于乳腺癌/卵巢癌风险预估,PARP抑制药物伴随诊断
乳腺癌/卵巢癌扩展性研究试剂盒(11基因)用于乳腺癌/卵巢癌遗传风险研究
卵巢癌综合性研究试剂盒(41基因)用于卵巢癌遗传风险及转化研究
遗传性肿瘤拓展研究试剂盒(25基因)用于非BRCA突变的遗传性肿瘤风险研究
遗传性肿瘤研究试剂盒(134基因)用于多种遗传性肿瘤研究
TP53检测试剂盒(1基因)用于肿瘤预后评估及研究
综合肿瘤试剂盒(409基因)用于各类肿瘤的研究
全外显子组检测试剂盒(2万基因)用于各类肿瘤的研究
RNA肿瘤检测试剂盒
肿瘤基因表达检测试剂盒(50基因)用于检测多种肿瘤相关基因的表达量
凋亡基因表达检测试剂盒(267基因)用于检测凋亡相关基因的表达量
肺癌融合基因检测试剂盒(4基因)用于肺癌融合基因检测及靶向药物指导
全基因表达量检测试剂盒(2万基因)用于各类肿瘤的研究,检测全部基因的表达量

1. Oncomine Cancer Panels:样本至用药指导报告完整解决方案

利用全球更新最快最全面的Oncomine肿瘤数据库精选肿瘤基因靶点,基于Ampliseq技术设计Panel,GMP资 质工厂生产试剂盒,结合Ion Torrent测序仪及Ion Reporter分析肿瘤样本中的SNVs,Indels,CNVs,Fusions信 息,获得包含FDA批准,NCCN指南推荐,全部临床I/II/III期的靶向药物指导报告。

美国精准肿瘤计划(NCI-MATCH)与日本精准肿瘤计划(LC-SCRUM与GI-Screen)均选择Oncomine Cancer Panel用于肿瘤病人入组检测。

辉瑞、GSK等知名药厂选择Oncomine Cancer Panel用于药物研发及伴随诊断。

1.1 Oncomine Solid Tumor Panel:
仅需10ng gDNA与10ng RNA;涵盖针对肺癌/结直肠癌靶向药物的22个基因热点突变及4类融合基因。美国 CLIA实验室已在临床上用于肺癌/结直肠癌靶向用药指导。

检测类型
基因列表
热点突变EGFR, KRAS, BRAF, ERBB2, PIK3CA, NRAS, TP53, ERBB4, FGFR1, FGFR2, FGFR3, DDR2, ALK, PTEN, MAP2K1, AKT1, STK11, CTNNB1, SMAD4, FBXW7, NOTCH1
融合基因ALK, ROS1, RET, NTRK1

1.4 Oncomine cfDNA lung cancer Panel:
仅需20ng cfDNA,涵盖肺癌相关的11个基因的热点突变,用于液体活检,ctDNA检测灵敏度可达到0.1%。

检测类型
基因列表
热点突变ALK、BRAF、EGFR、ERBB2、KRAS、MAP2K1、MET、NRAS、PIK3CA、ROS1、TP53

2.1 肿瘤热点突变试剂盒(AmpliSeq Cancer Hotspot Panel v2):
仅需10ng gDNA;207个扩增子,涵盖50个肿瘤相关基因2800多个热 点突变。可用于多种肿瘤的靶向药物指导,预后评估等。

2.2 结肠癌/肺癌基因突变检测试剂盒(AmpliSeq Colon and Lung Cancer Panel):
仅需10ng gDNA;92个扩增子,涵盖22个肺癌/结肠癌相关基因500多个热点突变。可用于靶向药物指导。

检测类型
基因列表
热点突变EGFR, KRAS, BRAF, ERBB2, PIK3CA, NRAS, TP53, ERBB4, FGFR1, FGFR2, FGFR3, DDR2, ALK, PTEN, MAP2K1, AKT1, STK11, CTNNB1, SMAD4, FBXW7, NOTCH1

2.3 AML基因突变检测试剂盒(Ion AmpliSeq AML Panel):
仅需40ng gDNA;237个扩增子,涵盖19个AML相关基因的全外显子区。

检测类型
基因列表
热点突变CEPBA, DNMT3A, GATA2, TET2, TP53; ASXL1, BRAF, CBL, FLT3, IDH1, IDH2, JAK2, KIT, KRAS, NPM1, NRAS, PTPN11, RUNX1, WT1

2.4 乳腺癌/卵巢癌检测试剂盒(Ion AmpliSeq BRCA1 and BRCA2 Panel):
仅需30ng gDNA;167个扩增子,覆盖BRCA1与BRCA2的全部外显子区及与内含子连接区;可用于乳腺癌/卵 巢癌的风险评估,以及PARP抑制药物的伴随诊断。

2.5 乳腺癌/卵巢癌扩展性研究试剂盒(Ion AmpliSeq Extended Hereditary Breast and Ovarian Research Panel):
覆盖遗传性乳腺癌/卵巢癌相关的11个基因。

检测类型
基因列表
热点突变ATM, BRCA1, BRCA2, CHECK2, PALB2, RAD51C, RAD51D, NBN1, CDH1, SMARCA4, TP53

2.6 卵巢癌综合性研究试剂盒(Ion AmpliSeq Comprehensive Ovarian Cancer Panel):
覆盖卵巢癌相关的41个基因。

检测类型
基因列表
热点突变ATM, ATR, ATRX, BAP1, BARD1, BCL2L1, BLM, BRCA1, BRCA2, BRIP1, C11orf30, CCNE1,
CHEK1, CHEK2, FANCA, FANCB, FANCC, FANCD2, FANCE, FANCF, FANCG, FANCI, FANCL,
FANCM, MDM2, MRE11A, MUTYH, NBN, PALB2, PARP1, PIK3CA, PRKDC, PTEN, RAD50,
RAD51B, RAD51C, RAD51D, RAD54L, RPA1, SHFM1, TP53

2.7 遗传性肿瘤拓展研究试剂盒(Ion AmpliSeq reflex hereditary Cancer Panel):
覆盖非BRCA突变的主要遗传性肿瘤相关的25个基因(不包含BRCA1/2)。

检测类型
基因列表
热点突变APC, ATM, BARD1, BMPR1A, BRIP1, CDH1, CDK4, CDKN2A, CHEK2, EPCAM, MLH1, MRE11A,
MSH2, MSH6, MUTYH, NBN, PALB2, PMS2, PTEN, RAD50, RAD51C, RAD51D, SMAD4, STK11,
TP53

2.8 遗传性肿瘤研究试剂盒(Ion AmpliSeq inherited cancer research Panel):
仅需20ng gDNA;3340个扩增子,覆盖各种遗传性肿瘤相关的134个基因。

2.9 TP53基因突变检测试剂盒(Ion AmpliSeq TP53 Panel):
仅需20ng gDNA;24个扩增子,覆盖TP53基因的全部外显子区与UTR区。

2.10 综合肿瘤基因检测试剂盒(Ion AmpliSeq Comprehensive Cancer Panel):
仅需40ng gDNA;15992个扩增子,覆盖409个肿瘤相关基因的全部外显子区。

2.11 全外显子组检测试剂盒(Ion AmpliSeq Exome Panel):
仅需50ng gDNA;293,903个扩增子,覆盖2万个基因的全部外显子区(97%)。捕获及建库仅需6个小时,手 动操作时间小于1小时。

3. RNA肿瘤检测试剂盒:

基于Ion Ampliseq技术开发肿瘤相关RNA检测试剂盒,最低仅需10ng RNA(一张石蜡切片),即可捕获几十、 几百甚至上千个肿瘤基因,操作简单快捷(普通PCR操作,4-5个小时完成捕获及建库),通过Ion Torrent测序 及Ion Reporter分析得到肿瘤相关基因的表达量或者融合基因信息。

3.1 肿瘤基因表达检测试剂盒(Ion AmpliSeq RNA Cancer Panel):
仅需10ng RNA;50个扩增子,检测50个肿瘤相关基因的表达量。

3.2 凋亡基因表达检测试剂盒(Ion AmpliSeq RNA Apoptosis Panel):
仅需10ng RNA;267个扩增子,检测267个凋亡相关基因的表达量。

3.3 肺癌融合基因检测试剂盒(AmpliSeq RNA Fusion Lung Cancer Research Panel):
仅需10ng RNA;85个扩增子,检测ALK,ROS1,RET,NTRK1所有融合形式。

3.4 全基因表达检测试剂盒(Ion AmpliSeq Transcriptome Human Gene Expression Panel):
仅需10ng RNA;20802个扩增子,检测18,574个基因及2,228个非编码RNA的表达量。

六、血液系统疾病

血液病亦称为造血系统疾病,包括原发于造血系统疾病和主要累及造血系统的疾病。临床上常见的疾病有白血 病、淋巴瘤、骨髓增生异常综合症、再生障碍性贫血、血小板减少症、多发性骨髓瘤、血友病等。其中白血病 是血液系统疾病中最常见的造血干细胞恶性克隆性疾病。白血病的精确诊断分型是正确制定治疗方案的前提。 目前国际上通用的是细胞形态学(Morphology)、免疫学(Immunology)、细胞遗传学(Cytogenetics)和分 子生物学(Molecular biology)分型,即我们常说的MICM分型。

分子生物学诊断技术平台中包括诸多实验手段,如定性和定量PCR、基因扫描、基因芯片及基因测序等方法, 而且结果易受标本采集、标本保存、核酸提取、PCR扩增、试剂和仪器质量等许多因素的影响。目前分子生物 学诊断技术在血液系统疾病的诊断分型、个体化治疗、疗效评估,预后判断及MRD监测等各个领域均有广泛 应用,最常见的为针对基因突变和融合基因的检测。如BRAF(V600E)突变是毛细胞白血病的诊断分子标志 物;IKZF1基因突变是B-ALL患者独立的预后不良因素,而 RUNX1和TP53基因突变是AML和MDS的独立预后不 良因素;FL3突变的AML 患者可选择针对AML的酪氨酸激酶抑制剂,如米哚妥林,索拉非尼等。

肿瘤类型临床应用靶标基因检测内容分子诊断技术平台配套试剂特点
HLA基因分型造血干细胞移植HLA基因基因分型3500 Dx & 3500XL Dx 基因分析仪SeCore HLA Sequence- Based Typing金标准
器官移植Ion Torrent 高通量 测序仪--高通量,一次检 测多个样品
急性髓性白血 病(AML)辅助诊断TET2, DNMT3A, TP53,
ASXL1, RUNX1, NRAS,
BRAF (V600E), JAK2
(V617F or exon 12),
CALR (exon 9), MPL
基因突变Ion Torrent 高通量 测序仪Ion AmpliSeq™ AML Panel高通量,一次检 测多个样品
指导治疗FLT3, KIT, IDH1/IDH2,
JAK2, BRAF
基因突变
预后判断NPM1, CEBPA, RUNX1,
TP53, DNMT3A, ASXL1,KIT
基因突变
急性淋巴细 胞白血病 (ALL)预后判断TEL-AML, E2A-PBX1,
BCR-ABL, MLL-AF4,TP53, FBXW7, FLT3,
KRAS, IKZF1, JAK1,
JAK2, NOTCH1, NRAS,PAX5,PHF6
融合基因Ion Torrent 高通量 测序仪客户定制:
www.Ampliseq.com
高通量,一次检测多个样品
辅助诊断和预后判断基因突变
骨髓增生异常综合征(MDS)辅助诊断DNMT3A, IDH1/IDH2,
JAK2, MPL, SF3B1,
SRSF2, TET2, EZH2
基因突变Ion Torrent 高通量 测序仪Ion AmpliSeq™ AML Panel
客户定制:
www.Ampliseq.com
高通量,一次检 测多个样品
微小残留病 (MRD)复发风险预 测任何在诊断时鉴定的驱 动基因突变 3500 Dx & 3500XL Dx 基因分析仪
Ion Torrent 高通量测序仪
客户定制:
www.Ampliseq.com
高通量,一次检测多个样品

肿瘤药的伴随诊断方案

从临床前到伴随诊断开发的先行者

在全球范围内,ThermoFisher致力于人类的健康事业,在肿瘤靶向药的研发和临床领域,ThermoFisher利用先 进的分子诊断技术,和辉瑞、默克、葛兰素史克、百时美施贵宝等制药公司开展着长期的伴随诊断的战略合 作。

在中国ThermoFisher根据国内的法规,为药厂提供从分子标志物的发现和优化、诊断合作公司的推荐、总部团 队对诊断试剂盒的优化、诊断试剂盒在国内的注册申报、以及伴随诊断的市场推广等合作方式。

伴随诊断的应用范例

1. 肿瘤小分子靶向药和多基因检测

近年在国内批准的小分子靶向药越来越多,易瑞沙、赛可瑞、爱必妥等靶向药已经迅速在临床应用,如何使用 患者数量有限的样本同时分析多种基因?临床如何在少量穿刺样本中同时检测多种基因?

目前国际上处于临床评估阶段的肿瘤学药物和疫苗有超过900种,如何从海量的分子标志物中寻找有效的驱动 基因?因此业内对于通用型肿瘤分子标志物Panel的需求正在快速增长,Thermofisher针对多基因检测提供多种 解决方案:

1.1 NCI-MATCH研究和Oncomine™ Comprehensive Panel
NCI-MATCH的英文全称是NCI-Molecular Analysis for Therapy Choice,该临床试验分析患者的肿瘤是否有基因 异常且该异常存在靶向药物(即可操作的突变),然后基于该异常分配治疗。NCI-MATCH旨在发现根据肿瘤 的分子异常给予治疗是否有效的证据。

NCI-MATCH使用Thermo先进的Ion Torrent™ NGS测序检测,该检测已 经在4个认证的临床实验室得到了广 泛的确证,并且结果高度一致。这 一通用型Panel可以从143种独特的 基因中检测相关的 SNP、CNV、基 因融合、插入和缺失,从而为临床实验研究项目提供所需的信息。帮助从143种临床研究中涉及的最新基因改变信息中寻找驱动基因,并实时更 新最新的热点基因和数据库。

研究中,仅需20ng DNA与10 ng RNA,即从少量的患者组织样本即可得到全部基因改变信息,适用多种样本 类型和取样方式(包括细针穿刺和针芯活检等),方便开展大规模临床研究设计

关于详细的Oncomine Comprehensive Panel产品介绍请见 17 页
关于详细的NCI-MATCH进展请登录美国NCI主页

1.2 在临床研究中聚焦已批准和明确意义的基因- Oncomine Focus Assay /Oncomine Universal Panel
作为辉瑞制药,诺华和葛兰素史克等国际药厂的伴随诊断,在新药伴随诊断的研发中,对于有明确临床意义 的靶点,如EGFR突变,ALK融合,ROS1融合,MET 14外显子跳跃等,推荐使用Oncomine Focus Panel,该 Panel检测52个和肿瘤密切相关的基因

关于详细的Oncomine Focus Panel产品介绍请见 11 页

2. PARP抑制剂和BRCA检测

奥拉帕尼(olaparib, AZD2281)是一种PARP(poly ADP-ribose polymerase) 抑制剂。在化疗耐受的患者中,被证实在BRCA1和BRCA2突变阳性的患者比 阴性的患者有更高的获益率,特别针对于铂敏感的患者。

Oncomine Comprehensive Panel几乎包含所有PARP临床研究报道过的基 因,包括BRCA, ATM, CHEK2, ERCC, ERBB等48种高覆盖全基因检测,帮助 从多种DNA错配修复基因中寻找适合的驱动基因;

针对专注BRCA1/2基因的临床研究或临床检测,Oncomine BRCA Research Panel是目前唯一可同时检测血液和组织中基因改变的NGS Panel。该试剂同 时适用于胚系(Germline)或体细胞(Somatic)基因改变,便于同时研究组 织和血液中DNA改变的临床意义。仅需10-20ng DNA,非常适合临床研究中的 FFPE小样本,且在两个基因的覆盖率达到了100%

除此之外,客户还可以根据研究的实际需求向Thermo订制Ion AmpliSeq,以下是临床研究中的订制范例:

 Ion AmpliSeq Extended
Hereditary Breast & Ovarian
Research Panel
Ion AmpliSeq Reflex
Hereditary Cancer Research
Panel
Ion AmpliSeq Comprehensive
Ovarian Cancer Research
Panel
Cancer typeBreast + ovarian cancer predispositionBroader inherited cancer predispositionOvarian
Gene number112541
ContentATM, BRCA1, BRCA2, CHECK2, PALB2, RAD51C, RAD51D, NBN1, CDH1, SMARCA4, TP53APC, ATM, BARD1, BMPR1A, BRIP1, CDH1, CDK4, CDKN2A, CHEK2, EPCAM, MLH1, MRE11A, MSH2, MSH6, MUTYH, NBN, PALB2, PMS2, PTEN, RAD50, RAD51C, RAD51D, SMAD4, STK11, TP53ATM, ATR, ATRX, BAP1, BARD1, BCL2L1, BLM, BRCA1, BRCA2, BRIP1, C11orf30, CCNE1, CHEK1, CHEK2, FANCA, FANCB, FANCC, FANCD2, FANCE, FANCF, FANCG, FANCI, FANCL, FANCM, MDM2, MRE11A, MUTYH, NBN, PALB2, PARP1, PIK3CA, PRKDC, PTEN, RAD50, RAD51B, RAD51C, RAD51D, RAD54L, RPA1, SHFM1, TP53

3. 第三代TKI和血液耐药监测

T790M突变占TKI(酪氨酸激酶抑制剂)治疗后获得性耐药突变的60%,Osimertinib (AZD9291)已被FDA批 准用于EGFR T790M突变阳性的晚期患者,在2016版的NCCN非小细胞肺癌指南中,新增了TKI治疗耐药后需 要对T790M进行监测。

血液中cfDNA含量极低,为帮助更多患者获得合适的治疗,对检测方法的灵敏度要求不低于0.1%。QuantStudio™ 3D Digital PCR是一种基于单分子模板的PCR扩增技术,这一特性已被应用于T790M的耐药监测。

在一项针对中国人群样本的临床研究中,3D PCR检测血液中EGFR突变相对于ARMS组织中EGFR突变,灵敏 度达到了85%,总体符合率为95%。

3D数字PCR同时可以定量检测基因改变信息,便于临床研究实时动态监测,以及研究基因突变丰度和治疗的 相关性。

针对研究血液中的多种基因改变,Thermo提供了多种解决方案,如 Oncomine Focus Panel,Oncomine Solid Tumor Panel, Oncomine Lung cfDNA Assay。其中Oncomine Lung cfDNA Assay为目标突变序列设计 的创新的建库方法,可检测cfDNA中最低0.1%的稀少突变 ,仅需4 ml血液中的 20ng cfDNA。

cancer-precision-medicine-pic-19

4. 免疫治疗和免疫应答检测

免疫治疗将是继小分子靶向药之后另一种改变患者生存的治疗方案,但目前有效率和靶点还不是很明确, Oncomine Immuno Panel可以帮助筛选出潜在获益的特定分子改变的人群,目前Thermo已和多家国际药企开 展伴随诊断战略合作。

包含400种从文献、临床数据、制药公司、公共数据库收集的肿瘤微环境和肿瘤特异性基因,相比传统转录组 具有更高的灵敏度和线性。

该项目针对肿瘤微环境的关键免疫基因表达,36组功能基因分类:

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