分子诊断实验室NGS实施的变化前景

简介

下一代测序(NGS)技术加速了与人类疾病相关的变异的发现，特别是与癌症相关的突变。其中一些研究发现成为目前在全世界分子诊断实验室使用的同伴诊断和实验室开发检测(LDT)的基础。亚博下载app这些实验室现在面临着NGS肿瘤检测法规和报销策略的不断变化。

在最近在新加坡举行的Illumina用户小组会议上，来自世界各地的主要意见领袖参加了关于NGS检测在肿瘤学的影响的小组讨论，现在和未来。小组成员包括:Lawrence Jennings，西北大学范伯格医学院医学博士;Simon Patton，博士，欧洲分子遗传学质量网络;Tan Min-Han, MBBS, PhD, Lucence 亚博下载appDiagnostics;和Benedict Yan，新加坡国立大学医院MBBS。观众通过一系列投票问题参与了小组讨论，重点讨论了从政府新检测标准到NGS检测频率的各种问题。¹在这里，我们捕捉了他们对世界各地分子诊断实验室NGS实施所面临的不断变化的环境和阻力的一些见解。

从左至右:Lawrence Jennings，医学博士，美国西北大学范伯格医学院HLA与分子诊断实验室主任，主治病理学家;Simon Patton，博士，欧洲分子遗传学质量网络(EMQN)主任;Min-Han Tan, MBBS，博士，Lucence Diagnostics创始人兼首席执行官亚博下载app;闫本笃，MBBS，病理学家，国立大学医院分子诊断中心主任。亚博下载app

问:你认为分子遗传学实验室多快会用多基因NGS板取代单基因检测?

劳伦斯·詹宁斯(LJ):从调查来看，大多数受访者认为他们将在未来转向多基因NGS面板。实验室从单分析物检测转向多分析物NGS面板检测有两个原因。首先，他们知道他们最终需要对一个样本进行多分析测试。第二个原因是NGS面板测试的工作流程比运行多个单一分析物测试更简单。

西蒙·巴顿(SP):我们需要记住NGS是一种技术。真正重要的是被问到的临床问题。如果用NGS检查来回答临床问题无关紧要，为什么要做呢?如果你可以对这种疾病中明显存在的三种确定的、反复出现的突变进行测试，那么就没有理由使用更广泛的NGS专家组。这是关于使用正确的工具，或正确的技术，以提供正确的答案。

LJ:这也变成了一个报告什么内容的问题。从临床效用的角度来看，实验室临床医生可能认识到分析样本的临床相关性BRAF，表皮生长因子受体，国家管制当局方面,喀斯特．显然，同时分析它们更容易。正如我们在一个投票结果中所看到的(图1)，肿瘤学家要求更大的小组。如果一个实验室进行的是50个基因的定向组或170个基因的综合组，那么问题就变成了哪个基因子集会被包含在报告中?他们报告的是50个基因还是更小的子集喀斯特，国家管制当局方面，BRAF,表皮生长因子受体?

Min-Han Tan (MHT):我们在多个国家开展业务，重要的是要了解亚洲、欧洲和美洲在报销方面的差异。在亚洲，大部分费用都是自掏腰包支付给昂贵的诊断和药物。亚博下载app因此，顺序测试在亚洲许多地区仍然很重要。

然而，我同意这个工具必须适合临床场景。在某些情况下，顺序测试仍然有意义。当活检组织难以获得或质量较差时，NGS板提供了明显的优势。它总是关于什么能提供最大的临床效益以及何时。

问:调查受访者选择了未知意义(VUS)、成本、结果准确性和结果解释作为他们对癌症面板检测的关注领域(图2)。你同意吗?

MHT:这取决于癌症小组是用于生殖系还是体细胞检测。对于种系检测，主要问题之一是VUSs，这可以根据临床医生的背景技能和培训的不同来处理。对于体细胞检测，VUSs不是一个直接的问题，因为大多数可操作的突变是非常清楚的。

LJ:对结果的解释可能是个问题，特别是在出现意外变量的情况下。讨论转向“既然我们知道这种变体存在，那么采取什么行动?””

SP:在我的能力测试(PT)方案中，我发现准确性是个问题。我们看到了许多错误，特别是在肿瘤学和测试开发和实施的新领域。我们的基因分型平均错误率略低于3%。当许多新的肿瘤学检测实施时，错误率约为25%。因此，四分之一的测试结果是错误的。令人担忧的是，这些是外部质量保证(EQA)方案的结果，而实验室知道这是一个EQA样本。在临床情况下真正的潜在错误是什么?虽然不到25%，但比你想象的要高。

图1:民意调查结果-肿瘤学家要求的检测复杂程度是什么?¹

问:在决定运行哪些测试时，每个可报告的成本结果有多大的影响?

MHT:NGS面板的成本取决于医疗保健系统和报销办法。在美国的一些医疗保健系统中，NGS面板被覆盖。在亚洲，大部分的NGS电池板都是自付费用。在肺癌中，NGS小组可以通过减少回答问题的总时间或液体活检省去病人的程序，从而降低成本。随着NGS面板验证的改进，以及FDA和cfda审查更多的提交，NGS面板的使用将会增加，因为其明显的临床效益。

本燕(通过):成本绝对是我们关心的一个问题。最近美元的升值影响了我们在新加坡的试剂成本，每名患者的成本增加了50新币。

LJ:在我看来，价值要重要得多。成本在很大程度上是由供应商决定的，他们根据市场的允许设置试剂成本。这反映了检测提供的价值，更重要的是，竞争对手的试剂的报销和成本。在两个测试值相等的情况下，成本成为一个因素。其他因素，如平台和标准化的工作流程也发挥了作用。

问:与会者还回答了一个关于癌症患者应该在什么时候进行癌症样本测序的多选项问题——诊断时、复发时、非靶向治疗选择用尽时，或者根本不进行测序(图3)。在诊断、复发和非靶向治疗选择用尽时，受访者的比例是平均的。你同意吗?

LJ:对于实体瘤，我认为在所有三种情况下进行测序是有意义的，当然是诊断和复发。

由:对于血液癌，在白血病被根除后，但在患者复发之前进行测序是一个好主意。测序可能会显示哪些突变仍然存在。

LJ:我们的临床医生会在移植后或当病人病情缓解时，为骨髓测试订购NGS板。大多数NGS面板是为诊断而设计的，其检测限为5%。对于移植后和缓解期测试，您需要专门针对微小残留疾病(MRD)相关变异设计的面板。大多数用于诊断的检测不是MRD检测。重要的是要意识到，对于MRD测试，面板的检测极限需要为0.1%或更好。

图2:调查结果-你对癌症小组检测最关心的是什么?¹

问:目前，肿瘤突变负荷(TMB)测试不能完全预测，不同的TMB测试提供不同的结果。EQA对TMB测试有什么看法?

SP:我们计划为TMB开发一个EQA。由于你提到的原因，我们正在进行一项调查，以了解实验室是如何执行和解释TMB的。目前还不清楚什么是tmb高和tmb低的结果?10是一个任意的临界值吗?TMB是根据一次临床试验确定的，还是根据两次TMB试验的比例确定的?

我们正在与国际病理学质量网络(IQN Path)合作，以确定TMB检测EQA的开发范围。我认为它不会很快发生，因为实验室正在努力如何测量TMB，临床医生正在努力如何解释TMB测试数据。

问:作为一个社区，我们能做些什么来帮助NGS肿瘤学专家组建立临床有效性、实用性和成本效益的证据?

MHT:我们是一个由公共和私人利益攸关方以及国际EQA机构组成的全球社区，共同努力实现高质量的结果并降低患者成本。研究者发起的试验(IIT)、制药公司发起的试验或政府支持的研究将使我们能够获得临床有效性和效用数据。然而，成本效益的问题具有挑战性。根据不同区域的不同偿还情况，它可能有所不同。每个地区通常都有自己的成本效益分析。英国NICE是成本效益分析领域著名的权威机构，它的良好分析仍然会在其他国家进行评估。

LJ:这一切都归结于准确的数据。在我们获得临床效度之前我们需要分析效度，在我们获得临床效用之前我们需要临床效度。但是，对于NGS数据，也就是分析效度，我们仍然没有充分的信心，无法对临床效度充满信心。

种系变异群落拥有ClinVar数据库，该数据库发展迅速，对确定临床有效性非常有用。在此之前，我们有人类基因突变数据库(HGMD)，这是一个人工管理的文献中变种调用的数据库。不幸的是，HGMD中大约三分之二的调用是超时调用，因此数据库没有用处。相比之下，实验室向ClinVar上传报告，其中包含疾病相关变异和表型之间的关系数据。它是一个免费的存档，易于查询，包含有用的、注释良好的、分类良好的变体信息。

我认为体细胞变异社区有可能创建一个类似的数据库。在某种程度上，我们通过cbiopportal和OncoKB数据库看到了这一点。挑战将是为导入数据创建一个标准结构。

SP:对于临床验证，我们需要统一数据标准和命名法，以确保我们讨论的是同一件事，即哪一种表型的变体。我们所讨论的所有数据库都将无法正常工作。

作为一个组织，编写最佳实践指南是我非常看重的事情。我们是一个实验室社区，致力于为患者提供最好的服务，并获得正确的结果。我们需要共同努力，改进对实验室实施NGS面板的指导。

图3:民意调查结果-癌症患者在什么阶段应该用NGS测序?¹

问:为了支持在专家参考中心以外广泛采用NGS，需要进行哪些改变?

MHT:主流市场测试的一个关键方面是在初级保健医生水平。在美国，再生基因中心(Regeneron Genetics Center)和盖辛格卫生系统(Geisinger Health System)合作，目标是招募25万人进行外显子组测序，重点是了解的可预防疾病。²目标是每年对10万个外显子进行测序和分析。在某些方面，我们正在进入科学算命的领域。随着临床医生教育的需要，这些信息的意义也在不断发展。我们并不总是做得很好。事实上，出版物表明，在像美国这样资源丰富的国家，三分之二的BRCA检测在没有遗传咨询的情况下进行。作为一个医疗团体，我们如何确保人们正确理解和解释结果?我们的努力难道不应该集中在确保临床和患者群体受到足够的教育，从而对疾病预防进行正确的对话吗?盖辛格卫生系统正在做一件正确的事情，它在挑战极限，并为推动与人们的讨论创造基础。

SP:遗传学将变得更加主流。看看NGS在过去十年的发展。仅肿瘤学领域在过去5-6年里就有了显著的发展。我预计，随着基因检测在病人床边进行，即时检测的数量将显著增加。这些快速检测可以加快病人的医疗决策过程。随着遗传学成为主流医学的一部分，我们需要看到更多的临床医生教育，特别是对全科医生。全科医生(GP)已经开始参与订购基因检测的过程。

LJ:直接面向消费者的基因检测和床边基因检测有一个共同点，那就是需要基因咨询来帮助患者和他们的家人了解检测结果。例如，如果你进行生殖系测试并识别纯合子因子V莱顿，它对患者的影响可能没有对其兄弟姐妹(一个中年女性吸烟者)那么大。我们是否要进行测试，识别出这种变异，却不告知其他家庭成员他们可能拥有这种变异以及可能对健康造成的影响?如果某人收到BRCATest，我们有义务通知他们的家人吗?即使是体细胞变异，我们也在研究种系变异，可能会有偶然发现。

挑战在于，我们没有基因咨询资源，无法就这些情况向家属和患者提供建议。我们需要在初级保健方面进行更多的教育，包括初级保健医生、医师助理(PA)、注册护士(RN)和高级执业护士(APN)。

SP:这种模式已经存在了，因为BRCA检测是第一个在体细胞和种系之间交叉的主流基因检测。这是临床实践中的一个问题。这类测试的临床实施有很多差异，因此教育非常重要。我看到很多实验室只做体细胞突变测试而完全忘记了种系，因此发现突变对家族的影响。

LJ:例如，在儿科，大约10-15%的癌症儿童有种系易感性变异。这对整个家庭都有影响。你不能在没有考虑到这一点的情况下就对孩子进行基因测试。

总结

NGS已经并将成为全世界分子诊断实验室的必备工具。临床医生和病理学家了解单分析物和多分析物NGS癌症组检测在诊断和治疗患者中提供的潜在价值和优势。分析效度数据、稳健的临床变异数据库、NGS面板试验补偿策略和最佳实践指南，以确保NGS面板在全球成为常规临床试验之前的临床效度。

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