在過去的十年,DNA測序比過去具有更快的速度和更低的價格,這一進步主要因為二代測序技術(shù)(NGS)的發(fā)展。二代測序技術(shù)現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于臨床實踐,包括實體瘤分析、血液腫瘤分析、遺傳病分析和傳染病分析;無創(chuàng)產(chǎn)前檢測(NIPT);植入前診斷(PGD)和篩查(PGS)。
鑒于這一快速發(fā)展的領(lǐng)域,2014年2月中國食品藥品監(jiān)督局(CFDA)和國家衛(wèi)生與計劃生育委員會(NHFPC)暫停了臨床二代測序檢測,隨后頒布了一系列二代測序檢測監(jiān)管要求。
CFDA的管理監(jiān)督
CFDA要求所有二代測序商業(yè)檢測系統(tǒng)在臨床使用之前都需要進行認證,包括:打包在一起并銷售給實驗室的試劑、儀器和軟件。第一個被CFDA批準的診斷產(chǎn)品(2014年6月30日)是華大基因的測序儀BGISEQ-1000和BGISEQ-100和檢測胎兒染色體非整倍體(21號染色體三體、18號染色體三體、13號染色體三體)的試劑盒,使用半導(dǎo)體測序法和聯(lián)合探針錨定連接測序法。NIPT已經(jīng)成為中國使用最廣泛的二代測序檢測技術(shù)之一,有多項研究證明其具有高敏感性、特異性和陰性預(yù)測值。直至今天,CFDA批準了5款二代測序儀器:華大基因的BIGSEQ-100(基于LIFE公司的 Ion Torrent測序儀)和BGISEQ-1000(基于Complete Genomics公司的測序技術(shù)),貝瑞和康的NestSeq CN500,達安基因的DA8600(基于LIFE公司的 Ion Torrent測序儀)和博奧生物的BioelectronSeq 4000(基于LIFE公司的 Ion Torrent測序儀),都分別有相應(yīng)的NIPT檢測試劑盒。除NIPT和PGS之外,在其他領(lǐng)域還沒有商業(yè)的二代測序試劑盒,如:腫瘤相關(guān)的變異檢測、遺傳分析和PGD。
國家衛(wèi)計委的管理監(jiān)督
國家衛(wèi)計委于2014年4月開展了二代測序?qū)嶒炇屹Y質(zhì)的評估項目。至今為止,有9家單位批準進行NIPT,6家批準進行PGD/PGS,26家被批準進行腫瘤學(xué)檢驗,18家批準進行遺傳病檢測。參加評估的實驗室必須是國家根據(jù)衛(wèi)計委規(guī)范文件認證的“臨床基因擴增檢驗實驗室”,所有使用二代測序進行的臨床檢測必須在相應(yīng)的規(guī)范下進行。實驗室應(yīng)建立標準操作流程(SOP),質(zhì)量控制(QC)體系,并且記錄每次檢測的結(jié)果。
基于標準操作流程和質(zhì)控體系,各個實驗室的檢測過程應(yīng)被驗證是否達到預(yù)期的表現(xiàn)。內(nèi)部質(zhì)量控制和室間質(zhì)評(EQA)對于驗證檢測結(jié)果的可靠性同樣重要。
評估提供二代測序檢測實驗室的專業(yè)性,衛(wèi)生部臨床檢驗中心(NCCL)2014年組織了二代測序檢測21、18和13號染色體三體的室間質(zhì)評。室間質(zhì)評的結(jié)果說明了大多數(shù)參評實驗室使用了CFDA認證的試劑,并且可以可靠地提供NIPT檢測結(jié)果。2015年,NCCL開展了國家范圍內(nèi)的室間質(zhì)評檢驗二代測序技術(shù)檢測體細胞變異的有效性。參與者包括26家官方認證的腫瘤檢測實驗室,也有在進行二代測序檢測評估的實驗室。所有的結(jié)果都出自于實驗室自建檢測(LDT)。反饋結(jié)果的51.6%(33/64)家參與者的表現(xiàn)是可以接受的,只有26.6%(17/64)準確地發(fā)現(xiàn)了NCCL發(fā)放的DNA樣本中的所有變異。這一結(jié)果說明了,急需二代測序檢測腫瘤體細胞變異的方法改進,這可能是由于檢測過程的復(fù)雜性導(dǎo)致的。
管理監(jiān)督的挑戰(zhàn)
隨著二代測序技術(shù)的使用,臨床實驗室可以使用疾病位點特異的一組基因、全外顯子組測序或者全基因組測序。二代測序檢測與傳統(tǒng)的分子檢測有很大不同,給管理和監(jiān)督帶來了很大挑戰(zhàn)。
對于CFDA,基于二代測序的檢測需要新的方法保證分析和臨床的可靠性。
1.不同于傳統(tǒng)檢測只檢測一個或者確定數(shù)目的分子來診斷一種或者幾種特定的項目,二代測序檢測可以檢測人類基因組大量的變異;因此評估每個變異的可靠性是不現(xiàn)實的。雖然評估有代表性的一些變異類型可能是一種有效評估二代測序檢測平臺性能的方法,對于不同的臨床領(lǐng)域需要建立新的不同的檢測清單去評估特定的二代測序檢測項目。
2.基于二代測序的檢測可以發(fā)現(xiàn)具有臨床意義的變異也可以發(fā)現(xiàn)臨床意義不明確的變異。因此臨床驗證的需要對于不同的位點有不同的要求。
3.二代測序預(yù)期的用途可能只限于某些患者人群、藥品或者疾病。然而根據(jù)美國國家癌癥中心的MATCH(Molecular Analysis for Therapy Choice)項目,治療藥品的選擇根據(jù)靶向測序結(jié)果發(fā)現(xiàn)的特定分子而不是根據(jù)癌癥的種類。隨著臨床研究的快速發(fā)展,CFDA應(yīng)考慮批準擴大之前批準的藥物的應(yīng)用范圍。
二代測序技術(shù)的發(fā)展同樣為國家衛(wèi)計委帶來了巨大的挑戰(zhàn);盡管要求試點實驗室在臨床擴增檢驗實驗室的規(guī)范下進行二代測序檢測,但由于基于二代測序臨床檢測往往比傳統(tǒng)的分子檢測更為復(fù)雜,急需為提供這些檢測的實驗室制定新的監(jiān)管措施。近年來,美國疾控中心、美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)與基因組學(xué)學(xué)會、美國病理學(xué)家協(xié)會為有效評估二代測序方法的可靠性、分析過程監(jiān)控和變異報告方法制定了規(guī)范。然而,實驗室實施這些指南仍然是一項挑戰(zhàn)。
總的來說,中國政府開始對二代測序的臨床檢測項目進行管理和監(jiān)督,并且在二代測序診斷測試的標準化方面取得了巨大的進步。同時正積極努力探索出保證安全性和有效性,且不阻礙創(chuàng)新促進精準醫(yī)療進步的方法。