海报分享基因组光学图谱技术用于评估急

前言

?急性淋巴细胞白血病（ALL）患者的预后和临床转归，与白血病细胞潜在的基因组结构变异和拷贝数畸变密切相关。通常结合细胞和分子遗传学方法，如染色体核型分析、比较基因组杂交微阵列（array-CGH）、荧光原位杂交（FISH）、实时定量PCR反应（RT-PCR）和转录组测序（RNA-Seq），对分层所需的所有变异进行鉴别。

?近期采用的全基因组光谱（OGM）技术基于DNA，在检测拷贝数和结构变异方面具有高灵敏度和特异性。通过对已标记的线性化超高分子量DNA进行成像，构建每个基因组的基因组支架，并从头组装。

目的

OGM是否适用于鉴别ALL特异性分层标记？?我们在常规ALL诊断工作流程的基础上，对五例具有已知IKZF1plus特征（高风险分层特征（Stanulla等，）的ALL病例进行了回溯性研究，采用细胞库的（ALL-BFM-）细胞，并采集了七份前瞻性样本（ALL-BFM-）为材料。

方法

BionanoGenomics的全基因组光谱技术（Bocklandtetal.）

?使用BionanoAccess软件（工具版本1.5.2）从kb片段中筛选出Gb数据，进行从头组装，与参考基因组hg19比对，应用BionanoAccess软件报读结构变异。

结果

验证诊断结果之后……图1经OGM检测发现，七份患者样本均存在已知IKZF1缺失。a)图中绿色条段为参考图谱（7p12.2），蓝色条段为患者光学图谱。红色为缺失部分。b)图中7p染色体片段以深蓝色条段表示，缺失部分以红色条段表示。可观察到缺失部分大至整个7p片段，小至kb片段。所有IKZF1和IKZF1plus变异都可以通过OGM进行检测。OGM在拷贝数分辨率分析方面具有卓越优势，能够揭示新的结构畸变（如NPAT/JAK2融合）。图2表示3p21.3染色体片段上先前未检测出的SETD2微缺失。a)图OGM检测出跨越外显子11-12的2.3kbSETD2微缺失。绿色条段为参考图谱，蓝色条段为患者样本的光学图谱，红色为缺失部分。b)图表示通过PCR验证缺失。野生型样本观察到6.8kb条带，而患者样本还观察到包含缺失部分的4.5kb条带。SETD2变化经常出现在各种癌症的描述中，目前成为化疗耐药性方面的讨论内容(reviewedinSkuchaetal.)。OGM能够揭示新的结构畸变（如NPAT/JAK2融合）。图3经OGM检测发现新的易位t(9;11)(p24.1;q22.3)。上部分绿色条段表示9号染色体的参考图谱，下部分绿色条段显示11号染色体的参考图谱。位于所述区域中的基因在两条绿色条段的上方或下方标出。中间蓝色条段表示患者1的图谱，其中一半标记为与9号染色体对应，另一半与11号染色体对应。两部分间的断点以红线标出，分别对应于JAK2和NPAT基因片段。通过分析软件（BionanoGenomics）预测出NPAT和JAK2存在基因融合，已通过RNA-seq予以验证。迄今尚未有文献对NPAT/JAK2融合进行描述，然而，已知ALL出现JAK2重排，可以用JAK2抑制剂进行有效治疗(Chenetal.andRobertsetal.)

结论

?我们展示了OGM技术检测ALL相关遗传变异原理论证和巨大潜能和巨大潜力，其中变异包括非整倍性（如highhyperdiploidy,-X）、易位（如t(1;19)）和拷贝数量变异。

?所有检测出的变异均与治疗分层相关，这与一采集48个AML样本的研究所定义的变异非常相似(Nevelingetal.)。

?OGM的分辨率明显优于微阵列比较基因组杂交（array-CGH）或荧光原位杂交（FISH）。

?OGM具有鉴别ALL新的基因组畸变（SETD2缺失、NPAT/JAK2融合）的潜力，且可能有助于重新定义已经确定的预后亚群，帮助医学工作者更好地了解治疗反应的病理生物学和分子生物学原理。

?对新鲜血液和储存血液进行分析，开展前瞻性和回顾性研究。

作者

J.L.LüHMANN1,M.STELTER1,M.WOLTER1,J.KATER1,J.LENTES1,A.K.BERGMANN1,M.SCHIECK1,A.M?RICKE2,G.CARIO2,M.?aliová3,M.SCHRAPPE2,B.SCHLEGELBERGER1,M.STANULLA4,D.STEINEMANN1

1DepartmentofHumanGenetics,HannoverMedicalSchool,Hannover,Germany2DepartmentofPediatricsI,ALL-BFMStudyGroup,Christian-AlbrechtsUniversityKielandUniversityMedicalCenterSchleswig-Holstein,Kiel,Germany3DepartmentofPaediatricHaematologyandOncology,2ndFacultyofMedicine,CharlesUniversityandUniversityHospitalMotol,CZ-06Prague,CzechRepublic4PediatricHematologyandOncology,HannoverMedicalSchool,Hannover,Germany通讯信息JonathanLühmann,M.Sc.PhDStudentDepartmentofHumanGeneticsHannoverMedicalSchoolLuehmann.Jonathan

mh-hannover.de

致谢

非常感谢BirtheFedders提供的技术支持，感谢WinfriedHofmann帮助安装、更新Bionano软件和储存数据。医院（HBRS）和分子医学博士培养计划为JonathanLühmann提供的支持和帮助。

参考文献

1）BocklandtSetal.BionanoGenomeMapping:High-Throughput,Ultra-LongMoleculeGenomeAnalysisSystemforPrecisionGenomeAssemblyandHaploid-ResolvedStructuralVariationDiscovery.AdvExpMedBiol.

;:97-）ChenXetal.Identificationofrnpc3asanoveljak2fusionpartnergeneinb-acutelymphoblasticleukemiarefractoryto