周晓燕教授:规范化与标准化助力分子病理检测行稳致远

2020-01-01 09:16 来源:丁香园 作者:
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本世纪初,一批肿瘤靶向药物逐渐被应用于临床,伴随诊断应运而生,用于检测靶向治疗药物靶点的分子病理检测技术得到广泛应用,分子病理学也随之成为病理学中最具活力的发展领域之一,被广泛认为是精准医学最终得以落地的基础和前提。

可以预见,未来会有越来越多的靶点和新药被发现并应用于临床,在规范化和标准化的助力下,分子病理检测势必在这一过程中释放出更多价值。近日,丁香园就分子病理检测主要进展及如何规范应用等议题与复旦大学附属肿瘤医院病理科周晓燕教授进行了探讨与交流。

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▉ 分子病理检测助力肿瘤精准治疗

丁香园:精准医疗的前提是精准诊断,而分子病理在肿瘤精准医疗中有着非常重要的作用。请您简单介绍一下分子病理在肿瘤精准医疗中的应用、主要检测技术以及您所在的医院开展分子病理检测的情况?

周晓燕教授:分子病理学是病理学发展的重要分支,也是学科发展的重要方向。随着对肿瘤研究的深入以及个体化诊治的发展,分子病理诊断已越来越多地应用于临床,包括肿瘤的风险评估、诊断分型、治疗方案选择的指导(靶向治疗、免疫治疗,乃至化疗和放疗)、预后判断、复发监测等肿瘤诊治的多个环节,在肿瘤的精准诊疗中发挥越来越重要的作用。根据临床需要,复旦大学附属肿瘤医院病理科已经建立了多种分子病理技术平台,包括 FISH(荧光原位杂交)、一代测序(Sanger 测序)、二代测序(NGS)、QPCR(实时荧光定量 PCR)、片段分析等等,并开展了相关的检测项目。

▉ 结合实际情况开展分子病理检测

丁香园:QPCR 是肿瘤基因检测中应用最广泛的技术之一,而 NGS 是近年来临床应用发展最快的技术。请您介绍一下这两种肿瘤分子病理检测技术各自都有哪些优势和不足?在临床工作中,其适用场景分别是怎样的?

周晓燕教授:QPCR 的应用相对比较早,其中扩增阻滞突变检测系统(ARMS)的应用最广泛,其主要优势是技术方法比较简单快捷,适用于单个基因或者少数基因的检测。缺点在于只能用于已知基因突变的检测,无法检测未知突变,另外通量也比较小。因此临床上一般用于单个基因的单个位点或多个位点或少数基因多个位点的并行检测。

NGS 是最近几年新兴发展起来并逐渐走向临床转化应用的一项技术,通量高是其主要优势,可以检测多基因多位点,而且能够发现未知突变。NGS 的不足之处在于技术比较复杂,流程相对较长,因此对实验室及技术人员要求高,另外,检测周期相对较长,费用也较高。

目前,经过药监部门批准的 QPCR 产品有较多选择,临床应用更具可及性,很多医院都可以开展。在我们医院 QPCR 主要用于肺癌 EGFR、结直肠癌 KRAS、NRAS、BRAF 等肿瘤的检测,特别是需要快速知道结果的单基因或少数基因检测。NGS 具有高通量、能够同时检测很多基因,并且能够检测未知变异位点的优势,我们作为高通量测序的试点单位,也逐步在多种肿瘤中开展应用。随着 NGS 成本的日益下降,这种技术也有较好的临床应用前景。

丁香园: 尽管 QPCR 技术相对比较成熟,但国内真正能开展诸如 EGFR、KRAS 基因突变等分子病理检测的医院也就几百家,只占中国两千多家三级医院的一小部分。请问在国家大力推进分级诊疗的情况下,您认为在让更多医院开展、并且规范地开展分子病理检测方面有哪些障碍呢?

周晓燕教授:分子病理目前在国内大型三甲医院已成为常规开展的技术,并逐渐向地级市中心医院延伸,但大部分基层医院尚未开展此类技术,其中的原因是多方面的。

人员可能是重要的限制性因素之一,我国的病理医生和技术人员紧缺,很多医院日常工作负荷较满,难于抽出人员再开展新的技术;其次分子病理检测需要购置新的设备和增加相应的空间;对标准化和规范化也有较高的要求;这些对资源、人才、技术相对薄弱的基层医院来说确实存在现实的困难。另外,分子病理检测主要针对肿瘤患者,基层医院接收的肿瘤患者相对较少,从质量控制和效率角度讲,所有医院开展分子病理技术也不一定很合适。由于分子病理检测为肿瘤精准诊治所必须,有临床需求的病理科应该积极创造条件开展,当然每家医院也需要根据自己的实际情况决定是否开展分子病理以及适合的分子病理技术和项目,如肿瘤患者数量、主要肿瘤类型、临床诊疗水平等,要根据实际情况选择合适的技术开展。

▉ 基于 MSI 的分子检测具有更多临床意义

丁香园:2017 年 5 月 24 日,美国 FDA 批准 PD-1 抑制剂帕博利珠单抗治疗有微卫星高度不稳定 (MSI-H)/错配修复缺陷 (dMMR) 的实体瘤患者,MSI 受到很多关注。请您介绍一下什么是 MSI,以及 MSI 在临床实践中主要有哪些临床意义?

周晓燕教授:微卫星(microsatellite, MS)是指细胞基因组中以少数几个核苷酸(多为 1-6 个)为单位串联重复的 DNA 序列,又称短串联重复(short tandem repeat, STR)。DNA 错配修复系统(mismatch repair,MMR)功能出现异常时,微卫星出现的复制错误得不到纠正并不断累积,使得微卫星序列长度或碱基组成发生改变,称为微卫星不稳定性(microsatellite instability, MSI),同时可导致基因组呈现高度突变表型。

MSI 其实在很多年前就应用于临床,近来由于免疫治疗的快速发展,其价值进一步凸显。MSI 目前主要应用包括以下几个方面:
(1)遗传性结直肠癌的筛选,这类患者由于错配修复基因的胚系突变导致肿瘤组织的微卫星不稳定,因此临床上可以首先通过 MSI 来筛选患者是否可能属于遗传性肿瘤,再对错配修复基因进行进一步的突变检测;
(2)MSI 可用于判断 II 期结肠癌是否需要进行以 5-FU 为基础的化疗, 如果患者为微卫星高度不稳定, 那可能从化疗中获益较少,就无需进行化疗;
(3)由于结直肠癌微卫星不稳定的患者预后通常较好,MSI 也可作为一个预后判断指标;
(4)MSI 可作为免疫治疗的指标,用于常见实体肿瘤免疫治疗适合人群的筛选。

丁香园:目前临床检测 MSI 的方法有哪些呢?他们都有哪些特点,在临床应用中有哪些局限或优势呢?

周晓燕教授:通过聚合酶链式反应 (Polymerase Chain Reaction, PCR) 结合电泳的技术可以在 DNA 水平上直接检测 MSI 状态。同时由于 MSI 是 MMR 蛋白功能缺陷所导致的结果,临床上除了用 PCR 法来检测 MSI 外,也可通过 IHC 检测 MMR 蛋白 (MLH1、 MSH2、 MSH6 和 PMS2) 的表达缺失来间接地判断 MSI 状态。若结果显示任一蛋白表达缺失,则判读为错配修复功能缺陷(dMMR);若四个蛋白全部表达,则判读为错配修复功能正常(pMMR)。一般而言,dMMR 的患者表现为 MSI-H,pMMR 的患者表现为 MSI-L/MSS。

基于聚合酶链反应(PCR)的技术是目前 MSI 检测的金标准,MSI 的检测方法需要正常组织作为对照,来比较肿瘤组织和正常组织的微卫星位点扩增片段的差异决定是否存在微卫星不稳定。此外,随着高通量测序的广泛应用,不少研究开始使用 NGS 检测 MSI,而且可以检测更多的微卫星位点,如选择一定数目的相对稳定的微卫星位点进行检测,可直接检测肿瘤组织中 MSI 的状态,不需要对照,但目前每家公司的生物信息算法与与判读标准均不一致,需要做大量的比对研究来确保检测结果的准确性。随着技术的发展,也有研究将检测样本扩展到血液样本和其他无需正常对照的技术,大家也可以关注这些新技术的发展。

比利时 Biocartis 公司 2018 年推出有一款可以全自动检测 MSI 的 Idylla™ 分子诊断系统(中国商标为弈景),可以直接使用 FFPE 样本,无需核酸提取,仪器全自动运行,手工操作少于 2 分钟,2 个半小时即可出结果;此外它还不需要正常组织作对照,节省检测成本。该技术开展简单,人力和空间要求低,适合院内开展,特别是人力和空间有限的单位,是一种非常有临床应用潜力的方法,值得大家关注。

▉ 规范化与标准化助力分子病理检测行稳致远

丁香园:从一名病理医生的角度来看,对于如何推动国内分子病理更快地以及规范化地在更多医院广泛开展,并提高分子病理自动化和标准化,您认为分子病理厂家能从哪些方面做些工作呢?

周晓燕教授:分子病理诊断是建立在组织和细胞基础上的相对复杂的技术项目,需专业的病理医师不仅对病变组织或肿瘤组织进行识别,更要熟悉分子病理检测的临床价值以及技术方法,具有对结果进行解读、与临床医生或患者沟通的能力。同时也需要技术熟练、操作规范技术人员。国内从事分子病理诊断的的医师和技术人员少,技术水平参差不齐,需要加强分子生物学背景知识及系统的专业技术培训,提高对报告的解读和分析的专业水平。对此,卫生行政部门、质控中心等部门也在大力组织专业培训、继续教育等,并做好上岗考核和日常监管工作,严格把控质量一关。

国内病理科在分子诊断的实验室建设、人员培训及规范化操作等方面,较前几年已有了很大程度的改观和提升,但仍然面临这一交叉学科飞速发展的现状,有很多方面尚待逐步完善。除了来自技术平台建设自身的诸多限制,分子病理的临床应用更需要培养专业人才,建设专业团队,构建新的诊断模式。此外,还要充分考虑新技术平台落地的患者可及性和临床操作等因素。采用自动化仪器,可减少人为操作误差和对检测结果的影响,提升标准化流程水平。病理工作者只有坚持不懈地努力学习、参与到相关技术创新与临床转化之中、不断提高专业水平,才能更好地为临床提供及时、准确的分子诊断报告,出色地完成时代所赋予的神圣使命。

丁香园:感谢周教授的时间,谢谢您接受丁香园的采访。

编辑: 翟超男

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