最近后台有朋友提问题,当进行组织样本的肿瘤
NGS
检测时,为什么对检测样本有肿瘤细胞含量的要求?今天我们就来聊聊这个问题。
当进行肿瘤
NGS
检测时,最开始的过程是取样,样品制成蜡片后需要进行病理评估样本的肿瘤细胞含量,当满足一定的肿瘤细胞含量后,才允许进行后续的检测,从而得到最终的结果。这是因为取样时既取得了正常细胞,也取得了癌细胞,而待测的基因突变是发生在癌细胞中,一般正常细胞没有这些突变,因此要保证样本中有一定含量的肿瘤细胞,当有这些突变时,才可以检测出来。
下面具体从公式定量计算来看下,分为突变丰度检测和拷贝数检测两类。
1
、突变丰度检测
NGS
进行检测时,检测结果呈现的某个基因突变丰度
AF
(
allele frequency/fraction
)值其实这个突变占所有细胞(正常细胞
+
肿瘤细胞)的突变丰度。那
检测的突变丰度
AF
和
突变在肿瘤细胞占比
有什么关系呢?
NGS
检测到的
X
基因突变(重排)的
AF
丰度、样本中肿瘤占比及变异
X
在肿瘤细胞中的克隆占比有如下关系:
检测的
X
基因变异
AF=
肿瘤占比×肿瘤中
X
变异克隆占比×
0.5
(杂合突变)
[
或
1.0
(纯合突变)
]
。
这个公式中有
2
点需要注意:①一般情况下,肿瘤细胞中的突变,尤其是癌基因突变(如
EGFR
、
KRAS
活化突变,
ALK
、
ROS1
重排)以杂合突变存在。②这个公式未加入拷贝数变异的影响,也就是假设拷贝数没有发生变化。
举个例子具体看下这个公式(杂合突变情况下):
假设
NGS
实验检测到的
X
基因突变丰度是
5%
,即上述
等式左边
=5%
,假设发生
x
突变
x
基因数量是
5
个,那么
正常细胞和肿瘤细胞中的
x
基因总数
则是
100
个(
100
个
*5%=5
个);
我们看下等式右边,假设样本中肿瘤细胞占比是
20%
,那么在
肿瘤细胞中的
x
基因数量
=
(正常细胞和肿瘤细胞中
x
基因总数)
*
肿瘤细胞占比
=100
个
*20%=20
个,肿瘤细胞中
x
基因变异占比(即产生
x
突变的肿瘤细胞占所有肿瘤细胞占比)
=
突变的
x
基因数量
*2/
肿瘤细胞中的
x
基因数量
=5*2/20=50%
,这里的乘以
2
是因为杂合突变。即等式右边
=20%*50%*0.5=5%
。所以等式左右相等。
从上面等式可以看出,若样本中肿瘤细胞占比过少的话,肿瘤中
x
基因变异数值需要很大,则才能保证检测出
x
基因变异具有一定的值,才能被方法检测出来,也就是说,若样本中肿瘤细胞占比过少的话,很可能得到假阴性的结果,故检测时,要求样本中具有一定比率的肿瘤细胞含量。
2
、拷贝数检测
对于拷贝数变异
CNV
的检测,检测的报告
CNV
和目标基因的肿瘤细胞
CNV
有如下关系:
报告
CNV=
校正
CNV
×肿瘤占比
+2
×(
1-
肿瘤占比)
假设肿瘤细胞中目标基因
CN
为
20
,当肿瘤占比仅为
10%
时,实际检出的
CN
值
=20
×
10%+2
×(
1-10%
)
=3.8
。
由于正常
DNA
的稀释作用,当一份样本中肿瘤占比低于
20%
时,
CNV