天昊生物“外显子测序+FastTarget目的区域测序”技术双剑合璧，成功解析急性淋巴细胞白血病在异体移植后复发的驱动因素
浙江大学医学院附属第一医院肖浩文&黄河教授团队与天昊基因合作， 利用全外显子组测序技术和FastTarget目的区域富集测序技术相结合，成功解析了费城染色体阴性成人急性淋巴细胞白血病在异基因造血干细胞移植后复发的驱动因素， 首次提出复发患者存在表观遗传调控基因突变的富集，文章于近日发表于oncotarget杂志。天昊基因为此项研究提供了外显子组测序、FastTarget目的区域富集测序以及后续生物信息分析工作，天昊生物生物信息部经理李才华作为文章的作者之一分享了这一研究成果。
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研究背景
1. 化疗是急性淋巴细胞白血病（ALL）的一种重要治疗手段，但化疗对于成人急性淋巴细胞白血病的疗效远远低于儿童ALL的疗效。异基因造血干细胞移植（allo-HSCT）目前已成为治疗成人ALL最有效的方法之一，然而移植后20-40%的患者会复发血液系统恶性肿瘤，导致患者死亡。
2. 费城染色体是9号和22号染色体长臂易位的结果。易位使9号染色体长臂（9q34）上的原癌基因abl和22号染色体(22q11)上的bcr基因重新组合成融合基因，后者具有增高了的酪氨酸激酶活性。研究表明，费城染色体阳性（Ph+）与成人ALL的治疗响应和复发都有紧密关联，但临床上发现，很多费城染色体阴性（Ph-）成人患者也存在复发现象。
3. 费城染色体阴性成人ALL患者在异基因造血干细胞移植治疗后复发的遗传因素一直没有得到解析，此类病患急需遗传生物标记指导临床诊断和治疗。
研究目的
采用纵向研究策略，利用全外显子组测序技术和FastTarget目的区域富集测序技术相结合， 解析费城染色体阴性成人急性B淋巴细胞白血病在异基因造血干细胞移植后复发的相关体细胞基因突变。（体细胞基因突变包括：诊断时检测到的体细胞突变；复发时新发的体细胞突变；诊断到复发一直存在的体细胞突变）
研究方案
1. Discovery组样本：选取3例allo-HSCT治疗后发生复发的成人急性B淋巴细胞白血病Ph- ALL 患者（B-ALL）。对来源于3例患者的诊断-缓解-复发三个时期的单核白细胞富集的骨髓组织DNA进行全外显子组测序。
2. 全外显子组测序：平均测序深度106X，89.4%的外显子区域测序深度超过10 X
3. 全外显子组测序数据分析： 采取以下分析思路，确定了25个候选复发相关体细胞突变，包括位于23个基因的21个非同义突变和4个缺失。其中，USP54基因在2个患者中均有突变。
4. Validation组样本：选取58例在2004年3月至208年4月期间，采取allo-HSCT治疗的成人B-ALL患者。截至到2014年8月，其中28例发生复发，30例未发生复发现象。采集复发患者诊断-缓解-复发三个时期的骨髓组织DNA，未复发患者诊断-缓解两个时期的骨髓组织DNA进行目的区域富集测序。
5. 目的区域富集测序：对58例验证样本进行基于多种PCR富集的目的基因编码区测序，测序基因为discovery阶段发现的存在复发相关体细胞突变的23个基因和9个文献来源基因（儿童ALL化疗治疗后复发相关基因）。
研究结果
1. 在31例复发患者中(3例discovery样本，28例extension样本)中发现表观遗传调控基因（SETD2, CREBBP, KDM6A）、表观遗传调控功能转录因子（NR3C1 and PAX5）、信号因子编码基因（KRAS, PTPN21, MYC and USP54）突变的富集。
图注：全外显子组测序技术和FastTarget目的区域富集测序技术相结合，解析费城染色体阴性成人急性淋巴细胞白血病在异基因造血干细胞移植后复发的基因突变谱
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2. 首次基于二代测序数据探讨了allo-HSCT治疗后复发白血病的肿瘤克隆演化过程。即复发样本里的肿瘤细胞可能来源于未能被allo-HSCT治疗所根除的亚克隆；或来源于相同的肿瘤祖细胞，但因治疗获得了新的突变；或复发样本里的肿瘤细胞与初发肿瘤具有完全不同的突变谱。
研究结论：
费城染色体阴性成人ALL患者在异基因造血干细胞移植治疗后复发的驱动因素首次得到解析；HSCT治疗前的表观遗传相关治疗以及HSCT治疗后的相关预防治疗，可能成为预防异基因造血干细胞移植后复发的有效手段。
特别感谢：
天昊生物特别感谢浙江大学医学院附属第一医院肖浩文&黄河教授团队对天昊生物合作支持的认可。上海天昊生物将一直作为专业、认真、严谨的测序服务提供商，助力广大科研工作者！
参考文献
Xiao, H., et al., Mutations in epigenetic regulators are involved in acute lymphoblastic leukemia relapse following allogeneic hematopoietic cell transplantation.Oncotarget 2015 Oct 30.