雙重測序法:準確率提高千萬倍!
日期:2012-10-30 07:57:56
在去年圣誕節期間的加拿大落基山脈冰攀之旅中,兩位來自華盛頓大學的年輕研究人員:Michael Schmitt和Jesse Salk突發奇想,談到了一個簡單但功能強大,可用于檢測癌細胞,獲得更好結果的新方法——如果他們能降低DNA測序中的錯誤率,那么就可以更好的檢測出這些細胞中的變異,這種改進能用于癌癥的早期診斷,以及幫助醫師們了解哪些細胞會對化療產生抗性。
當時他們的想法是對DNA的兩條鏈都進行測序。如果發現了一條鏈出現了一個突變,而另一條沒有出現,那么這就是測序上的失誤,而不是一個真實的突變。
這一相關的研究成果公布在《美國國家科學院院刊》(PNAS)雜志上,一經公布后就吸引了多方關注。
“如果這種雙重測序(duplex sequencing)方法得到驗證,那么就能提高我們對于人類癌癥克隆結構的認識,修改罕見基因突變目錄,幫助找到突變產生的機制,并有可能確定的增變表型”,Christopher Klein等人在隨后的社論中表示,“最終這將會打開臨床應用的一道大門,因為臨床應用中診斷準確率是非倫理治療決定中的一項必要條件。”
文章的通訊作者是華盛頓大學Lawrence Loeb博士,其癌癥研究實驗室的研究人員證明利用這種方法,能將錯誤率減少到少于每五十萬核苷酸測序錯誤率,而且理論錯誤率可低至十億分之一,而標準方法中的錯誤率是200分之一。
“據我們的估算,這似乎能將準確性提高千萬倍,”文中的第一作者Michael Schmitt說,“利用新一代測序檢測超罕見基因突變 ”,“這在理論上有可能實現一個細胞的全基因組序列測序,而不出現一個單錯誤,”一個細胞的基因組為60億個核苷酸。
華盛頓大學醫學院的研究人員希望能利用這種方法來檢驗Loeb在1974年提出的增突變表型(mutator phenotype)假說,這一假說認為腫瘤是突變表型,即腫瘤細胞中存在成千上萬個基因突變。當時Loeb提出這一假說時,被認為過于激進,但這一假說解釋了一些癌癥如何擴散,以及如何快速產生對化療的抗性的,如果研究人員能觀察到哪些細胞變異快,那么就有可能在更容易治療的階段里,更快的發現細胞。
Loeb表示,在1974年,科學界中還只有少部分人接受這一假說,但現在大概一半的人都已接受。
“制藥公司都希望能出現一種治療癌癥的靈丹妙藥,”他說。
然而現實的方法并不是什么靈丹妙藥,一治就好,而是通過大幅減緩控制住癌癥的發展步伐,使患者最終死于其它方面的疾病,Loeb說,他認為抗癌藥物能殺死一些細胞,但存在突變的細胞還是能增殖和擴散。
Loeb還表示,如果利用這一新技術分析來自同一個體正常組織和癌變組織中的DNA,那么就能為其增突變表型假說平凡,而且如果一切順利的話,這種雙重測序技術能在兩到三年內,為患者提供有意義的臨床信息,第一個可以應用的方面就是尋找復發性腫瘤。
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