快讯|和瑞基因参与发表肝癌HBV整合和突变组学研究成果，SIM技术助力肝癌早筛

2021-05-10
早筛网讯：近日，国家肝癌科学中心/上海东方肝胆外科医院王红阳院士团队、广州南方医院侯金林教授团队与和瑞基因共同完成的研究成果--“The Landscape of Cell-free HBV Integrations and Mutations in Cirrhosis and Hepatocellular Carcinoma Patients”，发表在国际一流期刊Clinical Cancer Research（IF=10.1）上。在此项研究中，和瑞基因作为共同通讯作者单位深度参与其中，并承担了队列样本的基因检测、数据挖掘与模型构建等工作。


该研究成果基于多中心、前瞻性万人队列肝癌极早期预警标志物筛查项目--PreCar得出。研究通过SIM技术，在组学层面展示了肝癌（HCC）和肝硬化（LC）患者中cfDNA乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）整合和突变的差异。通过对HBV突变的研究，研究团队发现了一个潜在和HCC相关的热点突变区域，借助此区域，可以在AFP的基础上提高HCC的诊断效果。


实验设计

该研究从中国的13家医院纳入998例样本，其中肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）481例，肝硬化（liver cirrhosis，LC）样本517例。该研究采用了二代测序技术（NGS），基于环状单分子扩增（Circulating Single-Molecule Amplification and Resequencing Technology，cSMART）技术，设计了一个可以同时检测HBV-Human整合和HBV突变的方法SIM（Simultaneously detect the HBV integration and mutation in cfDNA）。借助此方法，研究团队完成了所用样本cfDNA中HBV整合和突变测序分析（Figure 1）。

Figure1   Study design


研究结果

结果显示，在HCC的cfDNA样本中共发现6,861个整合事件，多于LC的2,475个。并且ctDNA浓度和整合事件呈正相关（Figure 2A-C）。

在所有HCC的cfDNA整合事件中，大部分的插入位点都是随机的（Figure 2D）。重复出现整合事件的基因，除了之前已报道的热点整合基因如 TERT 和 KMT2B，还包括 FN1 和 FRMD4B（Figure 2D）。在之前的研究中，FN1 整合只出现在癌旁组织中，而 FRMD4B 作为热点整合基因则还没有相关的报道。在整合位点上，TERT 基因大部分位于/接近于启动子区，而 FN1 大部分位于内含子区域（Figure 2E-F）。通过对来自配对肿瘤组织的测序数据进行比较，研究团队证实了cfDNA中大多数重复出现的整合事件来自肿瘤组织（Figure 3）。

Figure2   HBV integration sites on HCC cfDNA

Figure3   The origin of HBV integration breakpoints
（对应原文Figure 4D-E）

HBV突变结果中，该研究首次在组学层面展示HBV-gtB和HBV-gtC的突变图谱（Figure 4A）。并在此基础上，筛选到了潜在和HCC相关的热点突变区域：nt1100-nt1500，该区域包含有多个HCC风险相关的突变点（Figure 4B）。基于这些突变点和AFP，研究团队使用随机森林的方法构建了一个HCC诊断器。结果显示，该诊断器可以在AFP的基础上提高HCC的诊断效果（Figure 4D）。

Figure4   HBV mutation hotspots detected by SIM technology
（对应原文Figure 5）


主要结论

基于cSMRT技术，研究团队开发了一套可以同时检测HBV整合和突变的建库方式和分析方法（SIM）。借助SIM技术，作者在组学上对cfDNA中的HBV整合/突变进行了深入研究，并与配对的组织进行了比较分析。这些发现为非侵入性检测病毒的整合/突变提供了可能性。



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