IDT肿瘤突变负荷TMB解决方案
——NGS二代测序基因检测


北京泽平代理的美国进口IDT NGS二代测序产品，通过文库构建试剂盒、基因检测Panel、定制化杂交捕获探针组等高品质试剂，助力肿瘤突变负荷（TMB）实验室基础研究。


一、背景介绍

肿瘤突变负荷（tumor mutational burden, TMB）一般指特定基因组区域内每兆碱基对（Mb）体细胞非同义突变的个数，可以间接反映肿瘤产生新抗原的能力和程度，已被证实可预测多种肿瘤的免疫治疗效果。近年来，越来越多的数据证实肿瘤突变负荷TMB越高的肿瘤，新抗原负荷越高，更有可能从免疫检查点抑制剂（immune checkpoint inhibitors, ICls）治疗中获益。

目前检测肿瘤突变负荷TMB的方法主要为基于二代测序技术（NGS）的全外显子组测序（WES）和定制靶向Panel测序。WES可检测整个外显子中的体细胞突变，提供肿瘤突变的图谱，因此，WES也被认为是肿瘤突变负荷TMB检测的"金标准”。同时，采用靶向Panel进行肿瘤基因组学分析已成为肿瘤突变负荷TMB检测的另一种重要手段。研究人员可以根据前沿进展及临床需求，开发针对肿瘤基因的产品，结合生物信息学算法快速高效地检测肿瘤靶基因组改变。



 

 
二、IDT NGS二代测序解决方案

1、IDT xGen cfDNA & FFPE DNA 文库制备试剂盒——建立高质量文库

IDT xGen cfDNA & FFPE DNA 文库制备试剂盒，能够对微量DNA样本进行灵敏且准确的变异检测。通过两步连接法，可获得理想的文库转化率，同时抑制接头二聚体的形成。在单链连接的过程中可引入特异性的分子标签（UMI）序列，以适配多种去重和错误校正的方法。用低质量样本建立高质量文库，助力TMB肿瘤突变负荷检测。

IDT文库制备试剂盒优势

①为困难样本量身打造，更大化数据输出；

②提升样本转化率，达到更高的文库复杂度；

③结合UMI纠错处理，实现低频突变的检测。
 


图. IDT xGen cfDNA & FFPE DNA 文库制备试剂盒可从不同质量的FFPE样本中获得更高的文库产量和文库复杂度。使用25ng不同质量的FFPE标准品按照IDT提供的标准流程进行文库制备，并用61kb的定制Panel进行捕获。

 


2、IDT xGen Exome Hyb Panel v2 全外显子杂交捕获探针组——高覆盖度全外显子组测序WES

IDT xGen Exome Hyb Panel v2 全外显子组杂交捕获探针组，由415,115条单独合成且经过质检的IDT xGen Custom Hyb Panel - Production 捕获探针组成。全外显子探针组跨越人类基因组的34Mb目标区域（19,433个基因），并且覆盖39Mb的探针空间（即由探针覆盖的基因组区域)）。IDT全外显子探针使用新型“捕获感知（capture-aware）”算法进行设计，并进行了特殊的脱靶分析，以实现更完整的设计覆盖度。IDT全外显子探针组中的所有探针均严格按照ISO13485标准进行生产，每条探针均经过质谱法和双定量检验，保证探针的质量及在探针库中的浓度，是稳定可靠的高覆盖度WES捕获工具。



图. IDT外显子探针一致的批次稳定性，减少昂贵的重新验证。使用100ngDNA建库，并对8个样本进行混合捕获（8混)）。两名操作人员分别在不同日期和不同地点进行捕获。IDT埃德特的xGen Exome Hyb Panel v2 外显子测序探针组的线性回归线与预测的“完全”相关线高度接近，其中R2值为0.76。

图. IDT xGen Exome Hyb Panel v2 全外显子探针组在捕获效率方面表现出色。根据IDT外显子组探针捕获实验方案，对文库进行捕获和多重富集，获得单样本和12混（分别为IDT-1和IDT-12）捕获的实验结果。以Illumina NextSeq 测序仪高通量模式对2×100双端reads进行测序。用Picard按每个文库5Gb确定中靶碱基（选定碱基百分比)。

 

 
3、IDT xGen Custom Hyb Panels - Production 探针库——高性能捕获探针

除WES测序外, TMB肿瘤突变负荷还可以通过定制化测序Panel进行检测，这些Panel需要使用质量可靠的捕获探针组。IDT xGen Custom Hyb Panels - Production 捕获探针库是带有5'端生物素标记的DNA探针，每一条探针均经过单独合成、单独质检，可用于二代测序实验中目标DNA序列富集。实验证明，与市场上其他通过微阵列合成的捕获探针相比，IDT xGen Custom Hyb Panels - Production 捕获探针的捕获均一性更高，GC偏好性更小，能以更少的数据投入获得更佳的测序深度。IDT xGen Custom Hyb Panels 探针库采用模块化合成制备和使用，既可以独立使用，也可以用spike-in panel 的形式与现有的探针库结合使用，具有非常高的灵活性。

IDT Custom Hyb Panels - Production 探针库优势

①单独合成、单独质控的探针，实现高效、均一的目标序列富集；

②模块化设计，实现经济、高效的定制和简单轻松的目标序列扩充；

③严格质控降低批次间差异。
 


图.使用IDT的探针库实现高度均一的目标区域覆盖。针对标准品基因组DNA（Coriell）构建文库，使用IDT xGen Custom Hyb Panels -Production 探针库进行捕获反应（目标区域为88kb）。采用Illumina NextSeq 测序仪进行测序，并对600K reads进行生信分析。结果显示，（A）单次测序的覆盖均一度较高；（B）同一个探针库的两个不同批次，显示出较高的一致性。

 
 

三、IDT肿瘤突变负荷TMB成功案例



中国医学科学院肿瘤医院团队基于NGS Panel 检测血液肿瘤突变负荷（bTMB），验证了bTMB作为非小细胞肺癌患者免疫治疗的生物标志物的可行性。该研究使用了IDT的定制化Panel和IDT xGen Exome Hyb Panel 进行检测。研究纳入48例晚期非小细胞肺癌外周血及肿瘤组织配对标本。NCC-GP150计算的bTMB与WES计算的TMB间的Spearman相关系数达到0.62；当bTMB≥6时，约登指数达到最佳（0.59，敏感性88%，特异性71%）。

参考文献

Zhijie Wang. Jianchun Duan, Shangli et al. Assessment of blood tumor mutational burden as a potential biomarker for immunotherapy in patients with non-small cell lung cancer with use of a next-generation sequencing cancer gene panel. JAMA Oncol. 2019;5(5):696-702.

  


四、IDT肿瘤突变负荷相关产品

 


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