基因检测技术曾多次被评为全球颠覆性技术,但是其混乱的商业应用也一直为业内所诟病。随着个体化医疗的发展和"精准医学"概念的提出,基因检测被越来越多地应用于临床肿瘤诊断与治疗中。同时,随着高通量测序技术的发展,基因检测市场愈加火爆。在被称为"无创产前基因检测后的下一块大蛋糕"的肿瘤诊断与治疗市场,出现了各种各样的基因检测机构,但测序质量良莠齐、数据解读差异甚大,常常出现错误的诊断结果,影响最终治疗决策,造成严重医疗后果。有的是测序不准确,有的是认定的变异基因与特定的疾病没有关系,有的是基因与特定疾病有关系但却没有辨别出来,这些都会造成误诊误治。
准确率的保障:标准品
基因诊断错误率居高不下,主要原因就是没有统一的标准。这种统一行业规范的缺乏,导致了不同人员、实验室,乃至不同平台检测的结果无法比较。清晰、稳定、统一的标准是规范行业的第一步。标准品的使用应贯穿在基因检测的整个过程中。通过与标准品比较,可以得到结果的包括:DNA提取是否成功,提取了多少DNA,是否有所寻找的变异,病人样本中有多少变异,每个突变位点的频率是多少等信息。
标准品的使用在国外有着成熟的环境和经验。以下Horizon Discovery公司对标准品的使用和分析可以一定程度上帮我们一窥究竟。
Horizon公司的核心技术为基因编辑。公司在该领域积累了超过十年的丰富经验。公司已使用超过100种细胞系进行基因编辑,编辑过的基因大于4000个,涵盖20种以上不同组织。
Horizon的基因诊断标准品的制作过程:首先对野生型细胞株进行单克隆稀释,得到基因背景相对一致的Horizon野生细胞株。在此基础上采用基因编辑平台做出相对应的单克隆突变细胞株。得到的这一对的细胞株(野生型+等位基因人工变异的细胞株)基因背景完全一致,唯一的差别仅仅在于基因编辑所引入的这个突变。通过改变野生型和突变型细胞株的比例,可以混合出任何不同等位基因频率的标准品,提供完美的浓度梯度。该标准品的发明被誉为基因检测领域的金标准,还获得2013年欧洲科学家杂志的全球十大发明奖。
纽约州指导文件针对NGS的管理法案中“标准品的使用”部分有一系列的要求,包括精确的数量、精确的等位基因频率以及对肿瘤样本的精确反映。 人工合成核苷酸(Synthetic oligos)、 混合的野生细胞系 (Cell line mixtures)、病人样本 (Primary tissue samples)、 嵌入人工合成核苷酸的野生细胞系 (Synthetic oligos spiked into cell DNA)等都不能达到以上的标准。Horizon的基因标准品解决了这一基因检测领域的难题,使我们能够真正了解测试的准确性和稳定性。精确定义、定量,并且高度稳定的标准品是目前业界最为需要的参考标准。
目前,实验室使用基因测试方法不同且没有统一参考标准。欧洲基因测试质量考核中心2011年的测试数据曾表明各个实验室的实验方法不一,结果不统一、假阳性和假阴性问题频繁。而我国情况更为严重。 如上文所说,中国KRAS 检测错误率达到45%,与欧洲国家的4-5%以上有很大差别。标准品的引进和使用在某种程度上对基因检测准确率的提高有着不可忽视的作用。希望国外的先进技术和经验能够早日走进中国,使基因检测行业早日走上正轨,迎来更快更好的发展!
Horizon Discovery是一家总部位于英国剑桥的跨国生物科技公司。公司成立于2005年,是一个创新主导的科技公司。Horizon的技术核心是基因编辑技术,至今已经有超过十年基因编辑经验。从早期的rAAV技术到ZFN、CRISPR,Horizon都有专利授权。目前,Horizon凭其世界一流的技术,为全球50个国家的超过1000个专业机构客户提供产品和服务以及研发合作。公司服务于生命科学相关的学术界、科技公司、诊断公司、医药公司等不同领域。Horizon大大推进了个体化医疗和精准医疗的发展。Horizon致力于在这场个体化医疗的革命中通过增加对疾病在基因水平上的认识为病人带来更好的诊断和治疗结果以及实现医疗保健资源。