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基因测序

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浅谈基因测序技术在肿瘤中的应用

发布时间:2020-05-09发布者:dashoo

肿瘤已经成为中国人的“家常病”,恶性肿瘤,也就是癌症,在中国已经成为发病率第二的疾病,根据数据显示,每天约有1万人被确认为癌症。

恶性肿瘤往往因为前期症状不明显,扩散速度极快,在治疗上成为一大难题。目前临床上主要是采用肿瘤切除加化疗的方式进行肿瘤治疗,但是肿瘤切除往往针对的是良性肿瘤,如果是恶性肿瘤除了切除以外,患者往往还需要化疗,虽然化疗对于恶性肿瘤的治疗成功率相对较高,但是化疗期间患者十分痛苦,脱发、恶心、腹痛等,经受这些对于患者本身来说也是一种极大的心理压力,而且化疗方式对一些癌症的治疗效果并不显著,像在胆囊癌的治疗,因此需要从基因水平上掌握癌症的发病机理及生物学行为,有助于癌症的治疗。

经过科学家的不断努力,最终发现由于多基因发生改变及多基因共同作用,造成了癌症的发生,因此,在临床上,要想通过单一的基因改变来对肿瘤进行筛查从而达到预防诊断的目的,对于临床医生来说是相对困难的。随着生物技术的不断发展,一系列研究手段也层出不穷,其中基因测序技术的出现,对肿瘤的筛查、预防及诊断具有一定的推进作用。

在对肿瘤的分子生物学及发病机制的研究过程中,基因芯片使科研人员改变了研究方向,原来研究肿瘤发生的单一或者说是少数的分子,而现在转移到多分子上,认为肿瘤的发生是多种分子共同作用的结果。而基因测序技术相比基因芯片来说,可以实现高通量,低成本。对肿瘤的基因组进行研究可以得到以下结论:①发现易感基因,实现癌症预防;②发现靶点基因,通过新药研发,提供高效治疗的可能;③通过数据支持,实现从广谱抗癌到靶向治疗,再到多靶点治疗的个体化治疗模式。基因测序技术在肿瘤的应用主要体现在以下几个方面:肿瘤的预防、诊断及治疗。

预防方面的应用

通过对肿瘤基因组进行测序,可以筛查出易感基因。科学家通过对乳腺癌的基因组进行测序,测序结果显示由于基因BRCA1/2发生了突变,才导致乳腺癌和卵巢癌这两种肿瘤的发生。因此,在生活中如果人们担心自己是否容易患有乳腺癌,可以通过基因测序的方法检测自身基因中是否存在BRCA1基因突变,如果存在则说明比较容易患有乳腺癌和卵巢癌,像好莱坞影星安吉丽娜.朱莉通过对自身基因进行检测,发现自身存在BRCA1基因,且家族史中有2位女性长辈因此而离世,因此在医生的建议下将乳腺及卵巢进行了切除,期望能够预防乳腺癌和卵巢癌。

随着研发人员的不断努力和创新,将基因测序技术也推向了一个高潮,随之而来的就是出现了很多大大小小的基因测序公司。基因测序技术的改进和发展降低了测序所需成本,缩短了测序时间,吸引了越来越多像安吉丽娜.朱莉携带某些癌症高风险人群或者是已经患病的人群开始进行个人基因组测序,但是对于普通人来说,是不是有必要进行肿瘤易感基因的筛查,针对这个问题,仍然存在很多不同的看法。

诊断方面的应用

由于肿瘤的发生机制是复杂的,不仅体现在人们对肿瘤的认识有限,同时还体现在肿瘤的临床诊断标志物也很少,因此,临床医生不能准确的对肿瘤进行诊断,往往因此而耽误了肿瘤治疗的最佳时机,使很多肿瘤患者失去了生命。

FENG等人对45个肺癌患者标本的737个基因进行靶向测序,最终发现与肺癌相关的突变基因主要是TP53,PIK3CK,KRAS和EGFR,而且通过比对发现,在一些患者的标本中,这些基因有的会发生两个或者三个突变。通过研究发现,由于肺癌的类型不同,往往发生的基因突变也不相同,通过靶向测序可以识别这些突变基因,因此可以进行靶向治疗。

科学家在对急性髓细胞白血病研究的过程中,发现FLT3是不是治疗该病的有效靶标一直存在着诸多不同的意见。使用单分子测序技术对产生耐药性的患者的基因进行分析,发现患者出现的耐药性与FLT3基因下游出现的稀有突变存在一定的关系,通过使用基因测序技术又重新证明了FLT3基因确实是治疗急性髓细胞白血病的有效靶标。

治疗方面的应用

肿瘤治疗目前主要是药物靶向治疗,但是由于个人之间的差异,药物并不能适用于所有人。因此在对于肿瘤的治疗需要寻找药物的特定的靶点,或者是研发出新药,临床医生能够根据个人的身体制定新的治疗方案,通过改变药物的剂型等来提高药物的疗效。通过对非小细胞肺癌的研究,发现表皮生长因子(epidermal growth factor receptor),是否发生突变影响对非小细胞肺癌的治疗,如果EGFR受体发生了突变则患者在使用易瑞沙的时候,治疗效果显著,而没有发生突变的患者治疗效果不显著,因此在肿瘤的治疗过程中,以靶标是否发生突变作为肿瘤患者治疗的标志物,可以更好的为患者提供个性化治疗。耐药是靶向治疗目前面临的主要障碍,基于新一代测序技术的全基因组化学诱变筛选可以无偏移地鉴定肿瘤细胞的耐药突变,我们期待这些技术在新一代靶向药物的开发和在耐药机制的研究中发挥更大的作用。

随着基因测序技术的发展和不断完善,一些癌症研究所使用PacBio RS系统SMART技术对临床上一些癌症患者的样本进行了基因分析,同时测定了癌症治疗相关的敏感性或者是抗药性的遗传标记,制定后续的癌症治疗方案,研究所在前期已经做了大部分相关试验,积累了很多的数据,由于基因测序技术的发展,临床上可以对肿瘤进行大规模的测试,从而制定个性化治疗。

总结

由于基因测序技术的出现及发展,可以对肿瘤中DNA和RNA变化实现高通量、大规模的筛选,通过对这些变化进行分析、比对,可以用来研究肿瘤的发病机制,随着肿瘤发病机制研究的不断深入,可以早发现、早诊断、早治疗肿瘤。

本文关键词:基因测序 基因测序肿瘤中的应用 基因测序应用 
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