小児白血病の診断の進展
新しいシーケンシング手法が子供のB-ALLとAMLの診断を改善した。
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B細胞急性リンパ芽球性白血病(B-ALL)は、子供に最も一般的な癌のタイプだよ。大人にも起こることがあるけど、若い人によく見られるんだ。B-ALLと急性骨髄性白血病(AML)はいくつかの遺伝的特徴を共有してるけど、AMLは子供にはあんまり多くなくて、約15-20%の小児急性白血病のケースを占めてるんだ。どちらのタイプの白血病にも、先進的な検査技術を使って特定できる遺伝的変化があるんだ。
現在の診断上の課題
B-ALLとAMLの診断には、複雑で高額なテストが必要なんだ。これらの白血病を分類するために使われる方法には、核型分析、蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、さまざまなゲノムシーケンシングがあるよ。これらのプロセスは医療機関によって大きく異なることがあって、特に医療資源が限られてる地域では課題になることがあるんだ。診断ツールへのアクセスが不十分だと、正確な診断を提供するのが難しいんだよ。
提案される解決策
B-ALLとAMLの診断を改善するための一つの解決策は、遺伝子検査のための単一のアッセイを使うことなんだ。これで診断プロセスを簡略化して、コストを抑え、より包括的な遺伝情報を提供できるかもしれないよ。短鎖シーケンシングは、B-ALLとAMLの遺伝的変化を特定する方法として確立されてるんだ。最近では、結果が早く、コストが低く、DNAの構造変化をよりよく検出できる長鎖シーケンシングっていう新しい技術もあるよ。
アダプティブサンプリング
アダプティブサンプリングっていう技術は、長鎖シーケンシングをさらに強化するんだ。この方法では、白血病を理解するために重要な特定の遺伝的ターゲットに焦点を合わせつつ、全ゲノムをカバーできるんだ。シーケンシングプロセスを調整することで、研究者は特定の遺伝子に関連するシーケンシングデータの深さを増やして、より大きな染色体の変化を効果的に見つけられるんだよ。
実現可能性の研究
研究者は、ナノポアベースの長鎖シーケンシングを使って小児B-ALLとAMLを分類することを試みたんだ。これは、以前にテストされたサンプルを再検討したり、病院からの新しいサンプルを分析したりすることを含んでるよ。研究では、新しいバイオインフォマティクスパイプラインを使って、染色体数の変化、大きな構造変異、小さな遺伝子の変化など、さまざまな遺伝的異常を特定したんだ。
血液サンプルからDNAを抽出して、54の急性白血病の標本に対してシーケンシングプロセスを実施したよ。サンプルは信頼できる機関から調達されていて、倫理基準が守られているんだ。一つの病院では、初期診断は従来の方法に基づいて行われていたけど、新しいナノポアシーケンシングはより早く効率的な分類を目指していたんだ。
ステップバイステッププロセス
サンプルから抽出したDNAを処理してシーケンシングしたよ。研究者たちは、DNAが無傷でシーケンシングに適していることを確認するための技術を使ったんだ。手順には、DNAの抽出、シーケンシングの準備、シーケンシングプロセスの実行が含まれてるよ。シーケンシング中には、白血病に関連する特定の遺伝的領域に焦点を当てつつ、全ゲノムを評価できる技術を使ったんだ。
結果の生成
結果は、新しいシーケンシング方法が白血病サンプルの重要な遺伝的変化を正確に特定できることを示したんだ。これには染色体数や遺伝子の融合についての詳細な情報が含まれていて、特定の白血病タイプを理解したり、治療の決定を下すのに重要なんだよ。
コスト分析
この新しいシーケンシングアプローチの実現可能性を評価するために、研究者たちは関連するコストを調べたんだ。分析の結果、ナノポアシーケンシングを使うことで、特に複数のサンプルを同時に処理する場合、従来の方法に比べてかなり安くなる可能性が示されたよ。材料コストは、同時に処理されるサンプルの数によって変わることがわかったんだ。
臨床的影響
B-ALLとAMLの重要な遺伝的特徴を迅速に分類できるこの新しい方法は、小児白血病の診断と治療を向上させる可能性があるんだ。これにより、臨床環境でのワークフローが簡素化され、特に高度な診断資源が不足している地域にとっては大きく利点があるかもしれないよ。
現時点では、いくつかの白血病ケースが特定の細胞の低レベルによって課題を呈しているけど、テストプロセスのさらなる調整が検出率の改善につながるかもしれないんだ。この新しい技術は、一般的な遺伝的変異だけでなく、治療の決定に影響を与える可能性のある小さな変化も特定するのに役立つよ。
結論
まとめると、B-ALLとAMLの診断にナノポアベースの長鎖シーケンシングを使用することは大きな可能性を示しているんだ。この方法は、患者の結果を改善するための重要な遺伝情報をより直接的でコスト効率の良い方法で提供できるんだよ。プロセスのさらなる洗練が進めば、特に従来の検査手法へのアクセスが限られている地域での普及が進み、白血病患者のケアが向上するかもしれないね。
タイトル: Real-time genomic characterization of pediatric acute leukemia using adaptive sampling
概要: Effective treatment of pediatric acute leukemia is dependent on accurate genomic classification, typically derived from a combination of multiple time-consuming and costly techniques such as flow cytometry, fluorescence in situ hybridization (FISH), karyotype analysis, targeted PCR, and microarrays (Arber et al., 2016; Iacobucci & Mullighan, 2017; Narayanan & Weinberg, 2020). We investigated the feasibility of a comprehensive single-assay classification approach using long-read sequencing, with real-time genome target enrichment, to classify chromosomal abnormalities and structural variants characteristic of acute leukemia. We performed whole genome sequencing on DNA from diagnostic peripheral blood or bone marrow for 54 pediatric acute leukemia cases with diverse genomic subtypes. We demonstrated the characterization of known, clinically relevant karyotype abnormalities and structural variants concordant with standard-of-care clinical testing. Subtype-defining genomic alterations were identified in all cases following a maximum of forty-eight hours of sequencing. In 18 cases, we performed real-time analysis - concurrent with sequencing - and identified the driving alteration in as little as fifteen minutes (for karyotype) or up to six hours (for complex structural variants). Whole genome nanopore sequencing with adaptive sampling has the potential to provide detailed genomic classification of acute leukemia specimens with reduced cost and turnaround time compared to the current standard of care.
著者: Jeremy R Wang, J. Geyer, K. Opoku, J. Lin, L. Ramkissoon, C. Mullighan, N. Bhakta, T. B. Alexander
最終更新: 2024-10-13 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.11.617690
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.11.617690.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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