基因检测报告深度综合解读 肿瘤临床NGS检测报告解读与精准诊疗

1、Department of Pathology肿瘤临床NGS检测报告解读与精准诊疗Department of Pathology声 明 本报告内容仅代表个人学术观点，供学术交流使用。不存在任何利益冲突，案例分析仅供学术讨论参考，不涉及用药处方。Department of Pathology提纲 肿瘤NGS检测报告临床解读的必要性！ 如何进行NGS检测报告的临床解读？ 展望Department of Pathology提纲 肿瘤NGS检测报告临床解读的必要性！ 如何进行NGS检测报告的临床解读？ 展望Department of Pathology病例一: 肺腺癌病史简要病史 男性患者，86岁，2

2、018年5月咯血，发现右上肺病灶1.1cm，抗炎2周出院，自服中药。 2019年3月，痰脱落细胞学提示低分化癌。 2019年5月，血浆基因检测一直阴性，患者家属自己看文献后要求以痰液做基因检测，样本送两家公司，检测结果基本一致，成功检出驱动基因。Department of Pathology病例一: NGS检测报告与用药推荐01TMB：8.6；MSS， 癌细胞PD-L阴性Department of Pathology病例一: NGS检测报告与用药推荐02TMB：8.7；MSS， 癌细胞PD-L阴性Department of Pathology病例一: NGS检测报告与用药推荐02Departm

3、ent of Pathology方案一：服中药治疗。方案二：先用安罗替尼，缓解后PD-1抗体。方案三：培美曲塞单药化疗。方案四：化疗+ PD1抗体。病例一: 肺腺癌诊疗经过诊疗经过 2018年5月起到国内12家三甲医院就医或咨询。同时联系了3家日本质子重离子治疗机构。也联系了Mayo、MSKCC、MD Anderson医生，准备前往就医，但因肺部炎症未成行。亦在社交媒体平台全球咨询。 获得如下治疗方案Department of Pathology问题 本例患者基因检测报告结果与用药推荐是否合理？ 四个治疗方案是否做到精准？ 是否还有其他可行方案？ 您的建议？病例一: NGS检测后带来的问题De

4、partment of Pathology我国恶性肿瘤早诊率低，复发率高 目前我国肿瘤诊断与美国等发达国家相比存在差距：早诊率低、针对性不足。大多数肿瘤在诊断时已经是晚期，五年生存率不足30%。 晚期肿瘤最大的危害是转移与耐药。1.CA Cancer J Clin. 2017 Jan;67(1):7-30；2. CA Cancer J Clin. 2016 Mar;66(2):115-32.图片来自网络Department of Pathology基因组科学发展是精准医学的基础1953197519851990200120032005201120152016DNA 双螺旋结构发表PCR技术发明一

5、代测序人类基因组计划人类基因组计划草图人类基因组计划完成癌症基因组计划，二代测序基因组医学概念提出精准医学计划全民健康计划2018泛癌基因组计划Department of Pathology肿瘤是“基因组”疾病N Engl J Med. 2012;366(23):2207-14; Science. 2013 ;339(6127):1546-58; PNAS. 2008 ;105(11):4283-8; Cell. 2011;144(5):646-74分子水平认识疾病肿瘤十大特征1953年DNA双螺旋结构发表人类基逆转录因组计酶发现划完成癌基因单克隆抑癌基抗体发因发现明PCR技术限制性内切酶发明

6、20世纪生命科学与医学新成就肿瘤是“基因组” 12条常见肿瘤相关疾病 信号通路异常激活 肿瘤是“基因组”疾病 肿瘤是基因组突变长期积累的结果:需要20-30年 大多数突变不影响细胞的生物学行为（Passengers),少数突变使细胞过度增殖或抑制细胞凋亡（Driver)。 肿瘤基因组的进化、演变导致基因组变异差异性很大。 肿瘤基因组演化、变异过程受到体内外环境因素的影响。Department of Pathology肿瘤基因组处于动态进化过程PLOS Genetics | DOI:10.1371/journal.pgen.1005778 FeBruary 18, 2016晚期肿瘤细胞克隆复杂进

7、化 1.肿瘤基因组进化极为复杂，存在明显时空差异性 2.肿瘤治疗过程促进产生新的变异-赋予肿瘤生命体更为顽强的生命力，产生治疗抵抗。15Department of Pathology不同器官肿瘤基因组驱动变异存在巨大差异2020/10/23Nat Rev Cancer. 2017 ;17(4):239-253Department of Pathology主诉、临床症状体征、生理生化变化、影像学改变、病理形态变化分子生物学改变：基因组学、表观组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、免疫组学、内分泌组肿瘤的分子改变远远早于形态与功能变化图片来自网络Department of Pathology局限性

8、肿瘤患者影像学实验室检验传统肿瘤诊疗病理（金标准）临床诊断其他检查局限性诊断延迟性主观性较强标准化欠缺预测性较差动态性不足传统肿瘤诊断模式存在明显局限性Department of Pathology化疗的作用与副作用化疗作用化疗副作用图片来自网络Department of Pathology美国的不精准用药情况许多药物只对少数病人（蓝色）起作用但许多患者（红色）同样在服用中国不当用药形势严峻至少每年超过250万人因用药不当住院。至少年20万人死于用药不当。大众健康需求呼唤精准医学肿瘤进化、高度复杂治疗困境、成本高昂专业精准、患者期待控制癌症降低成本促进健康图片来自网络 Department o

9、f PathologyDepartment of Pathology精准医学的内涵与目标以个体健康为中心的全程化健康保障的医疗模式。基因组大数据为核心：整合基因组、转录组、蛋白质组、表观组、代谢组、表型组、暴露组、及生活习惯等数据，为患者量身定制的最佳诊疗方案。目标：治疗效果最大化和副作用最小化、降低医疗成本、促进与保障健康。Department of Pathology 面对不同肿瘤如此复杂的基因变异谱，如何开展个体化精准诊疗？ 临床肿瘤NGS检测中，我们应该关注哪些核心问题？ 在临床实践中，如何实现肿瘤用药NGS检测的临床价值与患者获益？问题精准免疫Department of Pathol

10、ogy二代测序（NGS）是实施肿瘤精准医学的重要平台精准预测靶向监测精准诊断精准康复精准靶向NGS应用 基于液体活检 早期筛查 预后预测 基于液体活检 进展监测 耐药 复发 基于分子诊断 个体化放疗精准精准 放疗化疗 基于分子诊断 个体化化疗 基于分子诊断 免疫治疗（MSI/dMMR/TMB评估) 新抗原发现（个体化瘤苗） 分子标记物发现 营养基因组学 肠道菌群 免疫功能评估 新药靶点发现Department of Pathology国际指南与应用Department of PathologyJCO Precis Oncol. 201875%美国肿瘤学家使用NGS指导临床实践 75.6% of

11、 oncologists reported using NGStests to guide treatment decisions.Of theseoncologists. 34.0% used them often to guide treatmentdecisions for patients with advancedrefractory disease. 29.1% to determine eligibility for clinicaltrials, and 17.5% to decide on off-label useof Food and DrugAdministration

12、approveddrugs. NGS test results informed treatmentrecommendations often for 26.8%,sometimes for52.4%, and never or rarely for20.8% of oncologists.Department of Pathology2015卫计委国内共识与规范20182017201820182018Department of Pathology当前肿瘤用药基因检测现状2019年第11期 出版日期：2019-03-25Department of Pathology肿瘤用药基因检测发展趋势如何

13、做好NGS 检测并使患者获益？Department of Pathology咨询与标本采集样本QC标本接收收样QC组织血液体液NGS全流程质量管理体系病理QCDNA/RNA提取核酸QC文库构建建库QC杂交、俘获高通量测序上机QC数据生信分析数据注释下机QCQC结果回顾临床解读与报告签发检测前 检测前 专业咨询 样本质控 产品选择检测中 检测中 硬件系统 软件系统 质控体系检测后 检测后 生信解读 临床解读 反馈修正Department of Pathology如何做好检测前的咨询与样本质控？Department of Pathology检测前：专业咨询 专业咨询服务 有资质的专业人员 内容：

14、了解临床病史（包括家族史）、肿瘤类型、病理诊断、分级分期、诊治信息。 检测目的：用药指导、耐药复发或其它 检测产品特点与作用、性价比、产品选择。 知情同意。Department of Pathology乳腺癌浸润性导管癌（I级）病例一：病理诊断乳腺导管内癌（中等级）IHC：ER/PR/HER2（-）Department of Pathology病例二：基因检测咨询 某公司基因检测推荐 患者困惑：三阴性乳腺癌，马上需要基因检测？Department of Pathology（15%30%）Cancer Biol Ther. 2010 Nov 15; 10(10): 955960.病例二：咨询分析

15、乳腺癌分类（70%85%）70-80%Department of Pathology2020/10/2335Arch Pathol Lab Med. 2016;140(8):806-14乳腺癌分子分型LuminalHER2Basal-LikeNormal-LikePerou,Nature. 2000 ;406(6797):747-52.病例二：咨询分析Department of PathologyBL1BL2IMMLMSLClin Cancer Res. 2013;19(23):6380-8病例二：咨询分析LARJ Clin Invest. 2011 ;121(7):2750-67TNBC分子

16、亚型Department of Pathology基因扩增/突变基因突变频率BRCA1/2 5%基因扩增频率Nature 2012; 490: 61-70Nature 2012; 486: 395-399病例二：咨询分析TNBC可能的驱动基因分泌癌腺样囊性癌腺泡细胞癌3级浸润性导管癌梭形细胞化生癌实性乳头状癌粘液表皮样癌低级别腺鳞化生癌髓样癌软骨样化生癌多形性癌腺肌上皮癌纤维瘤样化生癌顶浆分泌癌鳞状细胞化生癌鳞状细胞化生癌梭形细胞化生癌腺样囊性癌分泌癌典型髓样癌非典型髓样癌顶浆分泌癌NPJ Breast Cancer. 2016；16;2:16036Am J Pathol. 2017 ;187

17、(10):2139-2151Nat Rev Clin Oncol. 2016 13(11):674-690Department of Pathology病例二：咨询分析低级别和高级别TNBC基因组变异差异巨大浸润性导管癌浸润性小叶癌Department of Pathology小结与建议 绝大多数TNBC伴有TP53和PIK3CA高频突变，一些高级别TNBC伴基因扩增：如MYC PIK3CA 、KRAS、BRAF、MET、FGFR1/2、JAK、CCND1、PD-L1/2等。 低级别TNBC中，三种类型的癌可能伴有BRCA1基因突变（胚系或体细胞突变）:包括微腺性腺病（MGA）、不典型性微腺性

18、腺病（AMGA）、腺泡性癌（ACC）。 一些低级别TNBC可伴有基因融合：MYB-NF1B 基于以上信息及目前BRCA1检测共识，本例患者BRCA1检测目前不是必须，21基因检测则无需推荐，但如常规治疗后出现复发，需要再做基因检测咨询。病例二：咨询分析Department of Pathology检测前：样本质控样本采集与质控内容： 样本收集质控 样本选择（组织、血液、体液）Department of Pathology检测前：样本选择与检测产品组织样本 VS 血液样本Department of Pathology外科病理标本处理与病理诊断过程SurGery and samplinGSampl

19、esEmbeddinGCuttinGH&E staininGPatholoGical EvaluationReportsDehydratinGClearinGInterpretationFrozen sectionH&E StaininGWorkfloWFixationDepartment of Pathology大体组织HE染色病理质控核酸提取与质控常规PCR一代测序结果分析与报告定量PCR结果分析报告签发NGS生物信息学分析分子病理检测工作流程IHCFISHDepartment of Pathology目前分子病理检测样本处理存在的问题 标本离体后处理欠规范，尤其是中小医院 病理标本取材规

20、范亟待规范与提高。 分子病理检测的病理白片无严格质控。Department of Pathology样本质控从源头抓起 建立样本收集的SOP。 按临床病理诊断规范要求：离体样本需要及时合理固定：固定液为10%中性福尔马林，离体30min-60min内固定，固定液体积至少5-10倍标本体积。固定时间12-48小时，大标本需切开固定，新鲜样本需及时液氮速冻。 规范化病理取材，保证足够典型病变，避免出血及坏死组织。 温和脱水，包埋温度适中。 病理蜡块需要严格病理诊断质控，分子诊断需独立切片（刀片、贴片容器、试剂等）病例三：病变异质性与样本质控 女，76岁，右乳肿块。 肉眼：乳腺组织一块，体积4cm

21、X 2cm X1.5cm, 切面见一肿物，大小为 1.5cm X1cm X 1cm，灰白。 术中冰冻报告： 符合（右）乳腺浸润癌 常规病理报告：（右）乳腺浸润性小叶癌Department of PathologyDepartment of PathologyH&EDepartment of PathologyERPRHER2(+)Ki-67(5-10%)IHCDepartment of Pathology不同病变并存 （H&E ）3. ADH/LCIS2. UDH1. TDLU4. LCIS4. LCIS4. LCIS4. LCIS5. ILC5. ILC5. ILC5. ILCDepartm

22、ent of Pathology低级别 LCIS同一类病变病理分级不同 （H&E 染色）高级别LCISDepartment of Pathology病例四：基本信息 男性患者，61岁，2018年10月确诊：肺腺癌Department of Pathology病例四：基因检测结果（第1次）Department of Pathology病例四：基因检测结果（第1次）Department of Pathology存在问题 检测前缺乏较专业咨询。 检测取样不正确。 以外周血单个核细胞检测PD-1和PD-L1指导免疫检测点抑制剂应用是不正确的操作。Department of Pathology病例四：基

23、因检测结果(第2次）石蜡切片咨询后再检测Department of Pathology病例四：基因检测结果(第2次）血液ctDNA基因检测结果Department of Pathology病例四：基因检测结果(第2次）取决于肿瘤类型、级别、分期、原发或复发？大Panel vs 小Panel。检测平台与技术实力。报告质量检测前：检测产品选择 NGS检测获益的肿瘤：肺癌、乳腺癌、肠癌、黑色素瘤、卵巢癌、造血系统肿瘤 NGS检测可能获益的肿瘤：胃癌、肝癌、胆管癌、食管癌、前列腺癌、胰腺癌、头颈鳞癌、宫颈癌等。 NGS检测少获益的肿瘤：软组织肉瘤如尤文肉瘤、滑膜肉瘤等Department of Pat

24、hologyDepartment of PathologyNature. 2013;500(7463):415-21不同肿瘤基因变异谱差异巨大Department of PathologyNGS结果临床解读肿瘤用药基因检测与精准诊疗的挑战NGS 检测公司患者与医生Department of PathologyNGS 结果整合与临床解读NGS检测与临床需求之间存在难以跨越的鸿沟Department of PathologyNGS数据的临床解读NGS数据临床解读目标 NGS数据解读尽量反映肿瘤临床与病理特征。 识别真正的驱动基因，区分驱动基因的主次作用。 明确驱动基因相关的信号通路网络及药物作用靶

25、点。Department of PathologyNGS数据的临床解读 NGS报告质量 基本信息是否完整、正确？检测结果小结是否清晰明了。 基因列表是否反应肿瘤发生的特点和实际需求（如国人几大特征性肿瘤的驱动基因？表观遗传学相关基因选择是否合理？） 驱动基因识别是否正确？ 大Panel检测是否涵盖新型肿瘤标志物（如TMB）及异质性（亚克隆）？ 用药建议是否合理？ 数据库关联是否更新？ 报告是否具有可读性？Department of PathologyNGS报告常见问题 基本信息不正确，报告小结欠简练明了、内容主次不分。 解读内容零乱，条理不清，只关注单个基因改变，信息综合欠缺，可读性差 驱动基

26、因识别不正确 用药建议不合理 数据库及文献更新不及时？Department of Pathology如何做好基因检测结果临床解读 熟悉与癌的特征及其发生发展相关的常见信号通路（如癌十大特征与十大信号通路）。 熟悉几大常用的基因组数据库（如COSMIC、ClinVar、TCGA等)。 熟悉最新国际及国内相关临床指南共识，如NCCN、ESMO指南。 了解分子肿瘤学基础与临床研究新进展。 除了医学知识外，具备必要的分子生物学、分子遗传学、基因组学几生物信息学基础知识。Department of PathologyCell. 2011 Mar 4;144(5):646-74持续增殖信号 10 hall

27、marks of cancer逃避生长抑制机制免疫逃逸永生化促癌炎症侵袭与转移基因组不稳定与突变血管新生死亡抵抗代谢异常Department of PathologyCell. 2011 Mar 4;144(5):646-74 针对癌十大特征的靶向治疗Department of Pathology数据来源广，检索功能强大Nat Rev Cancer. 2018 Nov;18(11):696-705Department of PathologyCLINVAR AND CLINGENNucleic Acids Res. 2018 Jan 4;46(D1):D1062-D1067Department

28、 of PathologyTHE CANCER GENOMEATLAS (TCGA)Department of PathologyTHE PAN-CANCERATLAS/pb-assets/consortium/pancanceratlas/pancani3/index.htmlDepartment of PathologyUCSC CANCER GENOMICS BROWSER综合数据挖掘平台Department of Pathology癌相关信号通路Francisco，SV . et al. Cell. 2018 ;173(2):321-337Science. 2013 ;339(6127

29、):1546-58Department of Pathology如何识别癌基因突变谱中的驱动基因？Department of PathologyDNA染色质重塑DNA转录RNA加工mRNA稳定mRNA降解多肽合成蛋白修饰、活性与降解J Pathol 2018; 244: 512524基因表达调控异常与肿瘤发生发展突变与甲基化打开DNA链转录复合体剪接复合体微小RNA复合体合成复合体蛋白酶体CancerDriversOncogenemutationsOncogeneamplificationsOncogenefussionOncogenetranslocationsTumorsuppresorg

30、enemutationsTumorsuppresorgenedeletionsOxidativestressDNAmethylationsHistonemethylationsHistoneacetylationRNAsplicingProteindegratations常见驱动基因类型癌基因活化抑癌基因失活氧化与代谢Department of PathologyRNA剪接异常蛋白修饰与降解异常表观遗传驱动Department of Pathology 生物信息学（Bioinformatics)手段（检测公司报告再解读） 公共数据库查询与核对（COSMIC、ClinVar、TCGA、OMIM)

31、：突变位点特征、类型与丰度、蛋白结构域、致病性（致病、可能致病、可能良性、良性、意义未明）。 谨慎判断报告中意义未明变异，重新解读。 考察突变基因相应的信号网络与药物靶点。 突变基因的功能验证结果：包括体外细胞试验、动物实验、PDX模型、类器官（organiods)等功能性实验结果。 临床试验数据：包括I-III期临床试验和个案报道等。 联系临床表现，考察肿瘤病理形态、分化程度与生物学行为、肿瘤分级与分期等。识别驱动基因Department of Pathology病例五、简要病史 患者，男，70岁。2016年02月05发现食道癌，行食管癌根治术+空肠造瘘术，术后没做任何治疗。 2017年12

32、月发现转移肺，行射频消融术， 2018年3月开始口服替吉奥4个周期， 2018年7月因发现肿瘤进展又进行紫杉醇+替吉奥1个周期。 2018年8月因发现肿瘤进展又进行紫杉醇+替吉奥+奈达铂化疗。 2019年3月医生建议组莱洛替尼临床实试验 。 2019年6月复查时医生告知耐药，改用安罗替尼 。 2019年8月发现肝转移，目前没有用任何药物Department of Pathology病例五、病理诊断 患者，男，70岁。Department of Pathology病例五、NGS结果 患者，男，70岁。 TMB为5.76Muts/Mb，微卫星稳定（MSS），PD-L1表达水平未知，Departme

33、nt of Pathology病例五、NGS结果 患者，男，70岁。 TMB为5.76Muts/Mb，微卫星稳定（MSS），PD-L1表达水平未知，Department of PathologyAm J Hum Genet 2015; 96:597611.Gastroenterology 2015;149:17001715食管癌基因组变异Department of Pathology食管癌表观遗传学改变Nature 2014;509:9195Department of PathologyNat Rev Cancer. 2017 Jan 27; 17(2): 93115TP53/RB1灭活导致细

34、胞周期调控紊乱Department of Pathology病例五、小结 患者是典型的抑癌基因RB和TP53缺失共同驱动的食管癌。这一组合基因改变主要影响到细胞周期运转与检测点异常，尤其是DNA复制、细胞分裂过程是最常见的改变 。 报告中变异解读及药物推荐不适合临床选择： （1）驱动基因判读不正确：患者突变或扩增的ERBB3（1.2%）、FGFR1扩增（2.6）、MYC扩增（2.1），不足以强力致病，但在治疗后会慢慢得到富集，有可能成为下一次耐药的种子。 （2）PTEN 突变不在热点区，丰度只有0.2%，难以驱动癌细胞快速生长。Department of Pathology病例五、小结 RB和

35、TP53共失活，细胞周期运转严重紊乱，容易造成化疗耐药。 RB/TP53 失活后强劲驱动肿瘤发展的关键点主要是G2/M检测点异常，调控这检测点的关键激酶可以成为靶点，包括PLK、 AurorA抑制剂。 患者TMB为5.76Muts/Mb，微卫星稳定（MSS），PD-L1表达水平未知，按这个信息提示，免疫治疗难以获益。但由于患者存在LRP1B基因高频突变，而该基因突变被认为与高TMB有关（Front Immunol. 2019 May 21;10:1113）Department of Pathology病例六：侵袭性膀胱癌NGS-WES报告Department of Pathology病例六：侵

36、袭性膀胱癌NGS-WES报告Department of Pathology病例三：侵袭性膀胱癌NGS-WES报告Department of PathologyDepartment of Pathology主要信号通路Nature. 2014;507(7492):315-22Cancers 2017, 9, 28：2-14，ClIn Cancer Res；2016， 22(13)：3132-3137Department of Pathology 患者癌组织呈现了典型侵袭性膀胱癌基因组变异特征：包括ERBB3突变、表观遗传学改变(KDM6A)、DNA损伤修复机制紊乱(ERCC2)等。靶向ERBB3和KDM6A是最关键的治疗策略。 患者对铂类化疗及免疫治疗敏感， KDM6A突变抵消化疗的作用，产生耐药。 检测公司报告中未识别出真正驱动基因，驱动基因用药推荐不正确。病例六：侵袭性膀胱癌NGS-WES报告-小结Department of Pathology病例一: NGS检测报告与用药推荐TMB：8.6；MSS， 癌细胞PD-L阴性Department of PathologyClin CAncer Res; 2014；20(15) ：3921-3930KRAS突变驱动的肿瘤及其关键信号通路Department of Patho