一种新型计算方法在儿科肿瘤精准肿瘤学中的真实世界性能分析

Real-world performance analysis of a novel computational method in the precision oncology of pediatric tumors

作者信息Barbara Vodicska, Júlia Déri, Dóra Tihanyi, Edit Várkondi, Enikő Kispéter, Róbert Dóczi, Dóra Lakatos, Anna Dirner, Mátyás Vidermann, Péter Filotás, Réka Szalkai-Dénes, István Szegedi, Katalin Bartyik, Krisztina Míta Gábor, Réka Simon, Péter Hauser, György Péter, Csongor Kiss, Miklós Garami, István Peták
PMID36914906
发布时间2023-10
DOI10.1007/s12519-023-00700-2

实验完整度

该研究为真实世界队列分析,包含100例患者样本的测序及DDA分析,并通过MTB决策验证了可操作性和AEL相关性,但缺乏功能实验或动物实验等验证层级。

主要模型

100例高风险儿科肿瘤患者(<21岁)队列 WES或靶向panel测序的肿瘤组织或血液样本

重点核对

患者纳入标准:ECOG 0-2,复发/难治或预后差,包含骨髓移植一线方案或总生存率<50% 测序方法:WES平均深度100-120X,靶向panel(591或58基因) DDA软件系统版本:Realtime Oncology Treatment Calculator v1.28-1.66 MTB决策与DDA排名top1的一致性:71% AEL评分与MTB靶向治疗决策的相关性

摘要

背景:常规广泛的分子谱分析在儿科肿瘤中的应用价值存在争议,原因是大量意义未知或证据等级低的遗传变异,以及缺乏标准化和个性化的决策支持方法。数字药物分配(DDA)是一种新的计算方法,通过整合多个驱动基因、靶点和靶向药物之间的大量循证关联,对治疗选择进行优先级排序。DDA已根据SHIVA01临床试验中成年患者的预后数据得到验证,可改善个性化治疗决策。本研究旨在评估DDA在儿科肿瘤学中的效用。方法:2017年至2020年间,103名高风险儿科癌症患者(<21岁)参与了我们的精准肿瘤学项目,其中100名患者的样本符合进一步分析条件。组织或血液样本通过全外显子组测序(WES)或靶向panel测序以及其他分子诊断模式进行分析,并由使用DDA算法的软件系统进行处理以提供治疗决策支持。最后,分子肿瘤委员会(MTB)评估结果以提供治疗建议。结果:在具有全面分子诊断数据的100例病例中,88例获得WES结果,12例获得panel测序结果。DDA在72/100例(72%)中识别出匹配的标签外靶向治疗选择(可操作性),而57/100例(57%)显示出潜在耐药性。由于证据数据库的持续更新,到2020年可操作性达到88%(29/33)。MTB批准了56/72例可操作病例(78%)中DDA排名最高的治疗方案的临床使用。批准的治疗方案比未批准的具有显著更高的聚合证据水平(AEL)。将WES结果过滤为靶向panel会遗漏影响治疗选择的重要突变。结论:DDA是一种有前景的方法,可克服在高风险儿科癌症常规护理中解释广泛分子谱分析所面临的挑战。知识库更新能够自动解释不断扩展的基因集,即从全基因组分析中过滤出的“虚拟”panel,以始终最大化精准治疗计划的性能。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
评估DDA计算方法在儿科肿瘤精准医疗中的临床效用,包括可操作性、耐药预测、与MTB决策的一致性以及panel测序的局限性。
核心机制
DDA通过聚合多个驱动基因、靶点和药物之间的循证关联,计算聚合证据水平(AEL)来对治疗选择进行排序,AEL与MTB决策显著相关,表明其可辅助标准化治疗决策。
主要证据
基于100例患者样本的WES/panel测序和DDA分析,MTB批准了78%的可操作病例中的DDA排名最高治疗,且AEL评分与MTB靶向治疗决策显著相关(P<0.001)。
研究意义
DDA可作为MTB的实用输入,实现标准化和个性化的治疗分层,支持全面分子检测在儿科癌症中的必要性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

患者队列建立与样本收集

纳入高风险儿科肿瘤患者,收集肿瘤组织或血液样本用于分子检测。

2017-2020年间,从匈牙利多个儿科肿瘤中心纳入103名高风险患者(<21岁),由MTB审查样本并进行分子检测(WES、IHC、MSI、FISH等)。

2

分子谱分析(WES和panel测序)

获取肿瘤样本的基因组变异信息,用于后续DDA分析。

对符合条件的样本进行全外显子测序(WES)或靶向panel测序(591/58基因),并进行生物信息学处理以识别驱动变异。

3

DDA系统分析与治疗推荐排序

使用DDA算法对分子谱进行解释,生成排序的治疗选项和AEL评分,以辅助MTB决策。

将变异数据输入DDA软件系统,系统基于证据数据库计算每个变异、靶点和药物的AEL评分,生成报告。

4

MTB决策与治疗推荐

由分子肿瘤委员会审查DDA结果并结合临床因素,最终确定治疗建议。

MTB讨论DDA报告,结合患者特征、既往治疗、毒性和药物可及性,批准或拒绝靶向治疗建议。

5

虚拟panel性能比较

评估不同商业基因panel相对于WES在可操作性和驱动基因覆盖上的表现,以指导临床panel选择。

将WES数据按不同panel基因集过滤,计算可操作性、耐药率、最强驱动基因覆盖率和MTB决策一致性,并与995基因虚拟panel比较。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
QIAamp DNA FFPE组织试剂盒Qiagen56404
NanoDrop分光光度计NanoDrop TechnologiesD439
Agilent SureSelect人类全外显子V5/V6捕获试剂盒Agilent--
HiSeq2500测序仪Illumina--
MSI分析系统1.2版PromegaMD1641
ZytoLight直接标记系统ZytoVision GmbHZ-2028-20
Pannoramic MIDI扫描仪3DHISTECH--
22C3 pharmDxDAKOM365329-2
抗HER-2/neu(4B5)兔单克隆一抗Ventana790-2991
FLEX小鼠抗人CD246单克隆抗体DAKOIS641
DAKO EnVision FLEX系统DAKO--
实时肿瘤治疗计算器v1.28-1.66Genomate Health Inc--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
患者纳入与样本处理
患者纳入标准(ECOG评分、疾病状态、预后)、样本类型(FFPE组织、血液)、肿瘤细胞比例要求(SNV≥10%,CNV≥30%)
阅读提示:Methods 'Patients' 和 'Sample preparation' 段落
测序与变异检测
测序平台(HiSeq2500)、平均深度(100-120X)、读长(2x125bp)、比对参考基因组(GRCh37/hg19)、变异检测流程(GATK HaplotypeCaller)、过滤阈值(深度>20、质量>20、等位基因频率1%)
阅读提示:Methods 'Sequencing analysis' 和 'Bioinformatic analysis' 段落
DDA分析
DDA软件版本(Realtime Oncology Treatment Calculator v1.28-1.66)、证据数据库更新过程、AEL评分计算参数
阅读提示:Methods 'Biomedical interpretation with the digital drug assignment-based software system' 段落
MTB决策
MTB组成、决策流程、决策标准(结合患者特征、既往治疗、毒性等)
阅读提示:Methods 'Expert opinion, data transfer to treating physician' 段落
虚拟panel比较
虚拟panel基因列表(995个基因)、比较的panel列表及基因集来源、过滤方法
阅读提示:Methods 'Performance analysis based on different gene panels' 段落