SpStinet - vwpChiTiet

 

Xây dựng quy trình phát hiện đột biến gen từ mẫu sinh thiết lỏng bằng công nghệ giải trình tự gen thế hệ mới với ứng dụng trong chẩn đoán điều trị ung thư

Đề tài do tác giả Nguyễn Hoài Nghĩa và cộng sự (Đại học Y dược TP.HCM) thực hiện nhằm xây dựng quy trình phát hiện đột biến đồng thời trên 6 gen bằng phương pháp giải trình tự gen thế hệ mới từ mẫu sinh thiết lỏng dựa trên công nghệ NGS (Next generation sequencing) của hãng Illumina, phục vụ chẩn đoán điều trị ung thư phổi không tế bào nhỏ và ung thư đại trực tràng giai đoạn tiến xa (giai đoạn III hoặc IV).

Sinh thiết lỏng là một phương pháp mới với rất nhiều ưu điểm so với phương pháp sinh thiết mô u truyền thống và đang dần được sử dụng rộng rãi trong lâm sàng. Gần đây, bộ kit phát hiện đột biến trên EGFR (epidermal growth factor receptor) bằng sinh thiết lỏng đã chính thức được Cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Hoa Kì (FDA) chấp thuận. Sinh thiết lỏng dựa trên sự phát hiện các đột biến sinh dưỡng đặc hiệu của mô ung thư, hiện diện trên những phân mảnh DNA ngoại bào được phóng thích từ tế bào ung thư vào máu ngoại biên. Để thay thế phương pháp sinh thiết mô u gây đau đớn và ảnh hưởng đến sức khoẻ của bệnh nhân, các đột biến sinh dưỡng đặc hiệu ung thư có thể được phát hiện chỉ dựa trên việc lấy 5-10 ml máu ngoại biên qua quy trình sinh thiết lỏng. Vì vậy, sinh thiết lỏng đang dần trở thành phương pháp phổ biến trong chẩn đoán ung thư. 

Để phát hiện các đột biến ung thư từ mẫu máu, các phương pháp dựa trên PCR (phản ứng chuỗi - Polymerase Chain Reaction) có thể được sử dụng bao gồm digital PCR và real-time PCR. Tuy nhiên, hạn chế của phương pháp dựa trên PCR là chỉ phát hiện một số ít đột biến đã biết trước trên một số lượng gen giới hạn; không thể nhận biết những đột biến mới và thường có giá thành cao.

Trong đề tài này, nhóm tác giả hướng đến việc giảm giá thành cho quy trình sinh thiết lỏng bằng các giải pháp sử dụng công nghệ NGS; thiết kế một tập hợp chỉ gồm 6 gen là mục tiêu cho liệu pháp trúng đích; thiết kế phần mềm phân tích kết quả giải trình tự.

Theo đó, đã thu thập 200 mẫu máu từ bệnh nhân ung thư phổi và đại trực tràng; 100 mẫu mô u FFPE tương ứng. Đã hoàn chỉnh qui trình tách chiết DNA ngoại bào trong máu (cfDNA) đáp ứng 2 yêu cầu: nồng độ không thấp hơn 500 ng và kích thước trong khoảng 160-250 bp. Đồng thời hoàn chỉnh quy trình chuẩn bị thư viện cho giải trình tự và thỏa 2 yêu cầu: độ dài của cfDNA sau bước chuẩn bị  thư viện có độ dài 300-400 bp và nồng độ phải đạt ít nhất 100 ng; hoàn thành quy trình “lai-bắt giữ” làm giàu cfDNA từ 6 gen mục tiêu và thỏa yêu cầu về nồng độ cfDNA sau bước “lai-bắt giữ” tối thiểu đạt 10 ng.

Dựa trên các thuốc sẵn có cho liệu pháp điều trị trúng đích đã được FDA chấp thuận, nhóm nghiên cứu lựa chọn một tập hợp 6 gen phục vụ cho điều trị ung thư phổi không tế bào nhỏ và đại trực tràng giai đoạn tiến xa bao gồm: EGFR, ALK, ROS1, KRAS, NRAS và BRAF. Quy trình phát hiện các đột biến ung thư trên 6 gen này từ mẫu sinh thiết lỏng được thiết kế như sau: mẫu sinh thiết lỏng (5-10 ml máu ngoại vi) được thu nhận từ bệnh nhân; cfDNA trong mẫu sinh thiết lỏng được tách chiết; 6 gen mục tiêu được làm giàu bằng các mẫu dò đặc hiệu gắn biotin; giải trình tự với độ sâu lớn 10.000X (nghĩa là trung bình mỗi nucleotide được giải trình tự 10.000 lần); phân tích kết quả giải trình tự bằng công cụ tin - sinh học được thiết kế riêng cho tập hợp 6 gen và trả kết quả cho bệnh nhân. Kết quả, ngưỡng phát hiện đột biến trên gen EGFR, KRAS, NRAS, BRAF, ROS1 là 1%, cho dung hợp gen ALK là 2,5%. Độ nhạy và độ đặc hiệu lần lượt đạt 81% và 95.5% cho ung thư phổi; 77% và 100% cho ung thư đại trực tràng. Đã ngoại kiểm kết quả bằng phương pháp ddPCR và cho kết quả tương đồng 100%.

Nhóm nghiên cứu cũng đề xuất các chỉ tiêu về chất lượng rất cụ thể cho từng bước thực nghiệm của quy trình (bao gồm các bước thu mẫu, tách huyết tương, tách chiết DNA ngoại bào, chuẩn bị thư viện, lai-bắt giữ làm giàu DNA mục tiêu, giải trình tự). Quy trình có thể sử dụng rộng rãi cho phát hiện các đột biến có ý nghĩa điều trị cho bệnh nhân ung thư phổi và đại trực tràng. Giá dự kiến của quy trình sinh thiết lỏng này là dưới 5 triệu đồng cho mỗi mẫu xét nghiệm, thấp hơn so với các phương pháp đang sử dụng hiện nay như bộ kit Cobas (Roche) sinh thiết lỏng để phát hiện các đột biến đã biết trên thụ thể EGFR, phục vụ cho điều trị trúng đích ở bệnh nhân ung thư phổi, hoặc bộ kit của Guardant Health,…

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài tại Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (CESTI).

Lam Vân (CESTI)

Các tin khác: