基因融合通常是由于染色體重排等因素導(dǎo)致的兩個(gè)不同基因斷裂后融合到一起，組成新基因的過程?；蛉诤献鳛槿旧w結(jié)構(gòu)變異的一種產(chǎn)物，已被證明和某些癌癥的產(chǎn)生有關(guān)，可作為癌癥的起始事件和特定腫瘤分子治療的靶點(diǎn)。

一些重要基因的融合，會(huì)導(dǎo)致原基因功能的喪失或得到新蛋白產(chǎn)物，從而引起癌癥的發(fā)生。當(dāng)調(diào)控細(xì)胞增殖、分化和凋亡的基因發(fā)生融合，會(huì)直接影響下游信號(hào)傳遞途徑，導(dǎo)致細(xì)胞增殖能力增強(qiáng)、凋亡障礙，分化障礙等，影響細(xì)胞正常的表達(dá)，引發(fā)癌癥 [1]。

基因融合過程示意圖  (圖片來 https://www.tumorfusions.org/)

當(dāng)前檢測(cè)基因融合的技術(shù)主要包括熒光原位雜交、免疫組化和新一代測(cè)序等。不同的技術(shù)采用不同原理，本專題對(duì)腫瘤融合基因檢測(cè)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行介紹。

1.1  免疫組化

免疫組化（immunohistochemistry, IHC) 又稱免疫細(xì)胞化學(xué)是將帶顯色劑標(biāo)記的特異性抗體在組織細(xì)胞原位通過抗原抗體反應(yīng)和組織化學(xué)的呈色反應(yīng)，對(duì)相應(yīng)抗原進(jìn)行定位、定性、定量測(cè)定的一項(xiàng)新技術(shù)。它把免疫反應(yīng)的特異性、組織化學(xué)的可見性巧妙地結(jié)合起來，借助顯微鏡的顯像和放大作用，在細(xì)胞、亞細(xì)胞水平檢測(cè)各種抗原物質(zhì)。該技術(shù)已成為常規(guī)病理診斷的傳統(tǒng)輔助診斷技術(shù)，具有簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)和快速的特點(diǎn)。

免疫組化流程示意圖

1.2  熒光原位雜交

熒光原位雜交技術(shù)（Florescence In-Situ Hybridization, FISH) 是一種利用非放射性的熒光信號(hào)對(duì)原位雜交樣本進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)。通過特殊熒光素直接或者間接標(biāo)記的 DNA 探針與檢測(cè)樣本的 DNA 進(jìn)行原位雜交，在熒光顯微鏡下對(duì)熒光信號(hào)進(jìn)行辨別和計(jì)數(shù)，從而對(duì)染色體或基因異常的細(xì)胞、組織切片樣本進(jìn)行檢測(cè)和診斷，為各種基因相關(guān)疾病的分型、預(yù)前和預(yù)后提供準(zhǔn)確的依據(jù)。該方法具有良好的靈敏度、穩(wěn)定性好、成本低，但是檢測(cè)通量較小。

熒光原位雜交技術(shù)示意圖

1.3  新一代測(cè)序技術(shù)

新一代測(cè)序技術(shù)（Next Generation Sequencing, NGS) 的快速發(fā)展也給融合基因檢測(cè)提供了全新的思路和解決方案，從而加快了癌癥治療的研究速度。由于腫瘤基因組的復(fù)雜性，相比傳統(tǒng)的免疫組化（IHC)，熒光原位雜交（FISH）和反轉(zhuǎn)錄 - 聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）等方法，利用 NGS 檢測(cè)融合基因可以做到一次實(shí)驗(yàn)檢測(cè)多個(gè)基因，具有通量更高，靈敏度高，獲得的結(jié)果更加全面的優(yōu)勢(shì)。

NGS 檢測(cè)融合基因主要分為 DNA 和 RNA 兩個(gè)層面，根據(jù)檢測(cè)區(qū)域大小又可以分為全基因組 / 全轉(zhuǎn)錄組和目標(biāo)區(qū)域測(cè)序，具體優(yōu)點(diǎn)和不足如下表所示。DNA 層面檢測(cè)出的基因融合，能夠確定在基因組層面發(fā)生突變引起的，但是如果沒有 RNA 層面的數(shù)據(jù)，就無法準(zhǔn)確判斷融合后產(chǎn)生的新基因是否能夠表達(dá)，或者表達(dá)量高低，有條件的可以同時(shí)結(jié)合 DNA 和 RNA 測(cè)序數(shù)據(jù)來鑒定基因融合，從而獲得更準(zhǔn)確、全面的檢測(cè)結(jié)果 [2]。

基于 NGS 的融合基因檢測(cè)方法 [3]

適合臨床檢測(cè)的目標(biāo)區(qū)域靶向法檢測(cè)基因融合有多種靶向富集的策略 [4]，主要包括雜交捕獲和擴(kuò)增子捕獲。雜交捕獲法主要是通過雜交步驟與目標(biāo)區(qū)域互補(bǔ)的探針進(jìn)行基因特異性的富集，而基于擴(kuò)增子的方法則多依賴于多重 PCR 技術(shù)，每個(gè)靶點(diǎn)均設(shè)計(jì)有特異性的引物。

基于 NGS 靶向方法的靶向富集策略

以上便是檢測(cè)基因融合的主要方法，盡管高通量測(cè)序并不是獨(dú)一份可用于基因融合檢測(cè)的技術(shù)，但是隨著測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)序成本的不斷降低，NGS 的優(yōu)勢(shì)會(huì)越來越明顯，特別是在臨床檢測(cè)中，可以不斷加入新發(fā)現(xiàn)的基因融合標(biāo)志物，并且在融合基因分析方面的相關(guān)軟件更新很快，靈敏度和特異性均有不錯(cuò)的表現(xiàn)，續(xù)篇小編將介紹相關(guān)的分析軟件。相信在不久的將來，NGS 檢測(cè)基因融合會(huì)成為新的金標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 謝仲秋，曾勇。融合基因與腫瘤。腫瘤藥學(xué)，2014, 06 期（06):402-404.

[2] Danielle Cohen , Liesbeth M Hondelink , Nienke Solleveld-Westerink, et al. Optimizing Mutation and Fusion Detection in NSCLC by Sequential DNA and RNA Sequencing. J Thorac Oncol, 2020 ,15(6):1000-1014.

[3] Rossella Bruno1 and Gabriella Fontanini. Next Generation Sequencing for Gene Fusion Analysis in Lung Cancer: A Literature Review. Diagnostics (Basel),2020,10(8):521.

[4] Schr?der J, Kumar A, Wong S Q. Overview of Fusion Detection Strategies Using Next-Generation Sequencing. Methods Mol Biol, 2019:125-138.

更多伯豪生物人工服務(wù)：