高分文献集解读: MGISEQ-2000测序仪用于癌症研究的N种打开方式

测序技术的迭代升级，能够帮助肿瘤学家一层层卸下“癌症”这个病魔的盔甲，让我们越来越了解它，也越来越不惧怕它。癌症领域的科研探索也不断推动了测序技术本身的发展，癌症基因组学研究中的罕见突变鉴定、非编码区变异检测、微小残留病变（minimal residual disease，MRD）研究，都对测序数据的准确性和变异检测的灵敏度提出了新的挑战。

说到这里，就不得不提华大智造测序仪家族中的“全能王”——MGISEQ-2000测序仪，基于华大智造独有的DNBSEQ测序技术使其能够产出高质量的测序数据，而其通量灵活、支持多种读长，可全面满足广泛的测序需求，主要应用领域多达20个以上。截至目前，MGISEQ-2000已支持用户发表学术论文累计超过2500篇，影响因子10分以上的学术论文超过200篇，总影响因子10,000+。

今天，小编带大家回顾基于MGISEQ-2000测序仪发表的肿瘤热点研究方向及代表文章，看看当大家谈肿瘤测序时都在谈什么？

热点方向一：

肿瘤克隆的时空进化分析

克隆增殖是我们最熟知的癌细胞特征之一。癌症克隆进化假说认为，先天或后天突变获得的促癌基因经过增殖最终发展成肿瘤。肿瘤的克隆进化存在不同模式，且存在异质性，极为复杂。高深度的WGS或WES技术使灵敏地检测肿瘤或正常组织的体系突变（somatic mutations）成为可能，进而通过系统发育分析讨论肿瘤细胞的演化关系和分支模式。

代表文章：Evolutionary histories of breast cancer and related clones

期刊：Nature/ IF：50.5

发表时间：2023年7月

测序方法：WGS

测序平台：MGISEQ-2000

研究概要：以往的研究通过对癌症组织样本的采集来研究癌症克隆的演化分析，却疏于讨论额外的驱动事件促使正常组织或癌前组织进化为肿瘤的发生时序。这项研究中，来自瑞典卡罗林斯卡学院和日本东京大学等研究机构通过激光捕获显微切割(laser-capture microdissection, LCM)技术从癌症克隆组织的乳腺良性病变（benign breast lesions, BBLs）和正常乳腺小叶样本中采样，从乳腺癌患者和健康志愿者的乳腺组织中分离上皮细胞并培养成单细胞衍生类器官，采用全基因组测序(WGS)，分析SNV并计算突变积累率，深入分析乳腺癌及其相关克隆细胞的演化历程，并发现癌症克隆经常从正常组织中的克隆群体中演化而来，并由常见的癌症突变驱动而来，这项研究不仅为理解乳腺癌的早期发展和演化提供了新的视角，而且为癌症的预防、早期诊断和个性化治疗提供了重要的科学依据。

乳腺癌克隆演化

热点方向二：

多组学技术在肿瘤免疫微环境中的应用

肿瘤微环境是指肿瘤细胞所在的复杂细胞环境，各类免疫细胞、成纤维细胞、细胞因子、代谢物质、以及微生物都在其中发挥重要的作用，并与肿瘤细胞之间存在复杂的互作效应。肿瘤微环境方向是近年来研究的热点方向之一。

包括全基因组测序、转录组测序、单细胞RNA测序在内的测序技术可用于深入分析肿瘤细胞的基因变异、表达模式和免疫细胞的组成，有助于识别关键的生物标志物和信号通路，为癌症治疗新策略的开发提供新见解。

代表文章：Multiomic analysis of cervical squamous cell carcinoma identifies cellular ecosystems with biological and clinical relevance

期刊：Nature Genetics/IF:31.7

发表时间：2023年11月

测序技术：单细胞RNA测序、空间转录组学、空间蛋白质组学

测序平台：DNBSEQ-T7、MGISEQ-2000

研究概要：该研究通过多组学分析手段，包括单细胞RNA测序、空间转录组学和空间蛋白质组学，结合遗传和药理学干预，系统地揭示了宫颈癌鳞状细胞癌（Cervical squamous cell carcinoma，CSCC）内部表达异质性。该研究发现了三种肿瘤状态（上皮细胞角蛋白、上皮免疫（Epi-Imm）和上皮衰老），它们在肿瘤免疫微环境构建中表现出不同的相互作用，特别是通过FABP5介导的TGFβ信号通路与癌症相关成纤维细胞形成免疫排斥微环境。此外，该研究还发现新辅助化疗能够诱导肿瘤状态向Epi-Imm转变，这与免疫检查点封锁治疗后的病理完全缓解相关。这些发现加深了对CSCC中细胞状态多样性的理解，并为临床治疗提供了新的视角。

scRNA-seq 揭示的细胞图谱为研究 CSCC 异质性提供了一个基本视角

热点方向三：

cfDNA（循环游离DNA）和ctDNA（循环肿瘤DNA）检测

cfDNA和ctDNA因“一字之差”容易被混淆。cfDNA来源于凋亡和坏死的细胞的DNA片段，其中也包括了肿瘤细胞和正常细胞，可作为一种非侵入性的生物标志物，用于肿瘤的早期筛查、疾病监测和预后评估，同时也可用于非肿瘤疾病的诊断和监测，具有更广泛的临床应用前景。而ctDNA则是特指来源于肿瘤细胞的cfDNA，其可能携带肿瘤相关的遗传学特征，如基因突变、甲基化、扩增或重排等；由于其具有高度特异性，能够提供更精确的肿瘤分子特征，因而在临床个性化治疗、精准医疗等应用发掘方面具有潜力。

代表文章一：DNA methylation analysis explores the molecular basis of plasma cell-free DNA fragmentation

期刊：Nature Communications /IF:14.7

发表时间：2023年1月

测序方法：甲基化测序

测序平台：MGISEQ-2000等

研究概要：该研究通过整合cfDNA片段化模式与多维功能基因组数据，揭示了DNA甲基化在cfDNA片段化中的关键调控作用。该研究发现，低水平的DNA甲基化能够增加核小体的可及性，改变核酸酶的切割活性，进而影响cfDNA的切割位点和尺寸分布。基于cfDNA末端偏好的癌症诊断新指标（E-index）也在多个泛癌数据集中得到了验证，该研究阐明了cfDNA 片段化的分子基础，使其在癌症液体活检中具有更广泛的应用。

DNA甲基化与核小体可及性之间的相关性

代表文章二：Genomic Landscape and Tumor Mutational Burden Determination of Circulating Tumor DNA in Over 5,000 Chinese Patients with Lung Cancer

期刊：Clinical Cancer Research /IF:10:00

发表时间：2021年11月

测序方法：靶向深度测序技术

测序平台：Gene+Seq-2000

研究概要：该研究中利用含1021个基因捕获panel对4,892例肺癌确诊患者的血液样本进行ctDNA（circulating tumor DNA）靶向捕获和深度测序，计算肿瘤突变负荷（tumor mutational burden，TMB）并评估ctDNA的可检测性、克隆性及与不同肺癌亚型的相关性。该研究揭示了不同肺癌亚型间ctDNA的可检测性、克隆性以及治疗反应的显著差异，且通过克隆性分析揭示了不同亚型间功能通路的相互作用和治疗模式。结果显示，小细胞肺癌（SCLC）的可检测性、ctDNA丰度和血液肿瘤突变负荷（bTMB）最高；EGFR的突变克隆性和并发基因突变会影响测酪氨酸激酶抑制剂（TKI）的治疗效果；非小细胞肺癌中的RB1突变会导致高bTBM、ctDNA 水平升高，预后较差且组织学转化风险高。此外，该研究还开发了一种针对极低ctDNA水平样本的bTMB调整算法，并验证了其与组织TMB的相关性，为肺癌的精准医疗提供了新的生物标志物和治疗指导。

原发性 ctDNA 队列的突变和通路图

作为被公认为应用场景最广泛的测序仪之一，MGISEQ-2000以经济、全能的优势为用户提供了优越的测序体验，为多个不同的肿瘤研究方向贡献了工具之力。而多重免疫荧光与基因测序的配合，能够实现更精准的肿瘤分型和预后评估，为转化医学和肿瘤微环境研究提供更多参考。

今年4月，华大智造通过革新式升级为用户解锁了MGISEQ-2000测序仪的新功能，推出“一机双用”的MGISEQ-2000RS FluoXpert多组学分析仪，将高通量测序和多重免疫荧光染色功能集于一体，为肿瘤研究工具提供了更高效、更低成本的全新选择。MGISEQ-2000RS FluoXpert不仅延续了“全能王”MGISEQ-2000RS测序仪的全部优势，更是一台能够做病理组织切片空间蛋白组学的测序仪，只需通过简单地配置多组学功能升级包，即可轻松从测序模式切换至免疫荧光染色模式，可在单张切片上实现高达24重蛋白标记物的检测，并可提供简单易用的图像分析平台FluoXpert Vision, 进一步满足肿瘤研究的图像分析需求。由于集成了病理染拍功能和测序功能，MGISEQ-2000RS FluoXpert可被广泛应用于肿瘤分类、疾病预后、组织微环境分析等领域。

未来，面向市场的需求、面向人类健康的终极需求、面向广阔的多组学前景，华大智造将始终秉承“创新智造引领生命科技”的理念，为行业用户带来更多引领生命科技未来趋势的工具，推动基因组学、细胞组学、时空组学乃至多组学在癌症领域中的应用，助力癌症早期诊断、个性化治疗和预后评估，为人类的健康和福祉贡献更多力量。

特别关注：

MGISEQ-2000已全面适配StandardMPS 2.0不同读长测序试剂，测序质量达到Q40标准，更多用户实测数据内容，即将推出，敬请期待。