臻话RNA | 第二期
近年来，肿瘤精准医疗飞速发展，尤其是ALK、ROS1、RET、NTRK、FGFR等以结构变异为主的靶向药物陆续上市，越来越多患者从中获益。目前，基于DNA变化分析为主的精准医疗正在被临床广泛应用，实际上，基于RNA的NGS检测（RNA-NGS）在结构变异检测上展现出更加优越的性能，已被《NCCN 非小细胞肺癌临床实践指南》、《NCCN 结肠癌临床实践指南》、《骨与软组织肿瘤二代测序中国专家共识》等指南及专家共识收录。同时，RNA种类繁多、功能复杂，RNA-NGS应用也更为广泛。第一期“精准医疗+RNA，会碰撞出怎样火花？”介绍了RNA的种类、不同检测方法对比，以及在肿瘤治疗临床实践中的应用，想必大家已对RNA有了初步了解，今天我们深入学习RNA融合基因检测在临床中的作用。
融合基因是如何产生的？
基因融合是两个独立基因结合在一起产生新基因的过程，产生的新基因就是融合基因。基因融合不仅可以在基因组水平上发生，也可以通过选择性剪接在RNA水平上发生。
图1.融合基因示例
具体来说融合基因可由7种机制产生，包括基因组水平的相互易位（Reciprocal translocation）、插入（Insertion）、缺失（Deletion）、串联重复（Tandem duplication）、倒置（Inversion）、染色体水平的染色体碎裂（Chromothripsis）以及RNA水平的选择性剪接（Alternative splicing）。这些融合基因可能产生嵌合蛋白，嵌合蛋白通过多种机制参与肿瘤的发生和发展。
图2.融合基因的产生机制
融合基因有哪些？
融合基因在多种肿瘤中都能检出，比如非小细胞肺癌、软组织肉瘤、脑肿瘤等，在NGS技术的推动下，特别是RNA panel的应用，各种癌症中发现了大量新的融合基因。
表1. 常见癌种中的融合基因
融合基因为什么需要RNA层面检测？
遗传信息是由DNA转录给RNA，再从RNA翻译成蛋白质，蛋白质是生物功能的执行者。DNA存在内含子，内含子序列可能较长，DNA探针难以全面覆盖，或者内含子区域存在重复序列，测序数据比对困难，对生信算法要求高，同时肿瘤患者DNA层面还可能存在复杂的结构变异，后续捕获测序均会受到影响，导致融合基因检测失败。而转录后的RNA不含内含子，相关的检测问题就可以避免，复杂的结构变异也需要转录表达成蛋白质才能发挥生物学功能。针对RNA水平的选择性剪接，RNA可直接检测是否发生了外显子跳读。
图3. RNA检测能够弥补DNA检测的不足
当然RNA比DNA更容易降解，也存在其自身的局限性，所以DNA+RNA“双重测序”才是融合基因最优检测方案。
融合基因检测的临床应用有哪些？
自从在慢性髓性白血病(CML)中发现第一个基因融合BCR-ABL1以来，基因融合在越来越多的肿瘤中发现。融合基因与肿瘤的发生和发展密切相关，是不同类型癌症的特异事件，其已经成为癌症诊断和预后的生物标志物，可以作为诊断和预后判断的工具。同时融合基因也是癌症治疗的理想靶点，针对基因融合为患者带来长久的生存获益。
4.1 临床诊断
在软组织肉瘤中，几种罕见的组织学亚型具有特定的融合基因，可以作为重要诊断特征，包括透明细胞肉瘤(EWSR1-ATF1)、滑膜肉瘤(SS18-SSX)、肺泡横纹肌肉瘤(PAX3、PAX7-FOXO1)等。
表2. 软组织肉瘤亚型和特征融合基因
4.2 靶向用药
目前肺癌患者的融合基因检测是关注最多的，MSKCC研究通过对2522例肺腺癌进行全面的DNA和RNA测序，发现223个可靶向治疗的基因融合。
图4. 肺腺癌的基因融合景观
检出的融合基因包括NRG1(0.32%)和以下激酶基因：ALK (3.44%), ROS1(2.26%), RET (1.78%), BRAF (0.28%), FGFR3 (0.20%), NTRK1 (0.16%), NTRK3(0.08%), FGFR2 (0.08%), FGFR1 (0.04%), NTRK2 (0.04%), PIK3CA (0.04%), MET(0.04%) and EGFR (0.04%)。针对这些检出融合基因的患者，后续可以使用对应的靶向药，获得更长的生存获益。
表3. 肺癌融合基因和靶向药
4.3 预后评估
基因融合作为多种癌症的驱动突变，是患者预后不良的重要因素。一些患者在治疗过程中也会发生基因融合，产生的融合基因导致患者耐药，预后差。乳腺癌中ESR1、DYRK4、ETV6等融合基因的检测可以提示患者预后，根据检测结果调整用药方案，患者能够得到更好的临床结果。
表4.乳腺癌融合基因指导预后
求臻医学采用DNA+RNA“双重测序”，助力肿瘤融合基因的检测，可以最大程度地提高融合基因的检出率，同时针对FFPE样本优化提取建库方法，保证FFPE样本中的RNA融合基因的检出。
在接下来的几期文章中，小编将详细介绍关于RNA-NGS在肿瘤领域的临床应用及相关进展，敬请期待。
