新品上线 | 基于 μCaler 杂交捕获的 AML MRD 整体解决方案 (上)
01 背景
韩剧《蓝色生死恋》中宋慧乔饰演的恩熙，《我不是药神》中的王传君饰演的吕受益等影视作品的宣传，让很多人误以为得了白血病就意味着绝症。事实上，随着现代医学发展，白血病已经成为治愈成功率最高的癌症之一，五年生存率达到 70% 以上。艾米莉·怀特海德 (Emily Whitehead) 是世界上第一个接受白血病 CAR-T 免疫疗法的孩子，至今已经无癌生活 11 年。
急性髓系白血病 (AML) 占全部白血病的 25.3%，是一种由于髓系来源的造血干细胞异常分化导致的血液肿瘤。国内外的研究表明微小残留病 (MRD) 检测既可用于疗效评估、复发预警，也能用于指导治疗方法的选择和抢先干预[1]。MRD 检测已是降低白血病复发、提高疗效的关键环节。
AML 患者的 MRD 检测方法主要包括多参数流式细胞术 (MFC)、实时定量 PCR 以及数字 PCR 和 NGS 法等。MFC 简单快捷，但不能确定特定白血病亚群，敏感性较低；实时定量 PCR 和数字 PCR 法的特异性好、敏感性高且相对便宜，但是仅适用于不到 40% 的 AML 患者。NGS 法可以同时检测多种突变位点，可观察克隆演变，也易于高通量操作，因此被认为是适用于所有 AML 患者的“终极解决方案”。但是 NGS 法测序费用高、结果易受背景噪音影响的缺点也亟待克服。
02 μCaler® AML MRD 全流程解决方案
该方案基于杂交捕获测序设计，可用于成人急性髓系白血病 MRD 检测和研究。该方案精选的 MRD 靶标覆盖约 90% AML 患者的突变，可评估包含碱基替换、插入/缺失、基因融合在内的多种变异信息。结合纳昂达专利的 μCaler® 杂交捕获技术和双端分子标签，可实现超高检测灵敏度，且能够在单日内完成全部实验流程。
方案特性
精准覆盖
在参考多个数据库 (COSMIC & TCGA 等) 和专家指南基础上，方案选取的突变检测位点在 ~90% AML 患者中存在，且在 ~60% 患者中存在 3 个及以上。最终的覆盖区域大小为 42.5 Kb，涉及 32 个基因，包含碱基替换、插入/缺失、基因融合等突变类型。
图1. AML_OHSU_2022 dataset 覆盖突变个数分布[2]
表1. 覆盖区域 (*覆盖全部 CDS 区域；†覆盖融合相关内含子区域)
低背景噪音
引入纳昂达的双端分子标签模块 (点击查看详情——上篇 | 双端分子标签靶向捕获应用示例 & 下篇 | 双端分子标签应用的一些考虑)，经生物信息学分析过滤可过滤背景噪音，减少假阳性的发生。除此之外，该方案还使用了全新酶打断方法学，NEM 片段化酶模块，片段末端完整度更高且无切口平移，从而在源头上显著减少背景噪音 (图2.)。两种方法的组合使用，实现结果的准确可靠，高信噪比。
图2. 不同 gDNA 打断方式的原理和效果
灵敏度更高
从原始样本到下机数据过程中，只有做到更高的转化率，才能支持更低的检测限，实现更高的灵敏度。本方案采用的 NEM 片段化产物末端完整度较高，文库转化率高于超声打断建库。
图3. NEM 片段化方式建库检测到的有效文库信息高于超声打断
测序成本更低
冗余测序是保证双端分子标签分析的前提，通常至少要满足测序数据 Duplication > 70% 。杂交捕获的中靶率高，可利用的数据量就更多，能显著降低测序成本。与传统杂交捕获方式相比，μCaler® AML MRD 中靶率稳定 > 70%，能节省 80% 数据量。
图4. μCaler® AML MRD 达到特定深度下所需最低数据量。
注：Scheme A 为常规杂交捕获方式，按照中靶率 15% 计算。
稳定高效
常规杂交捕获的操作繁琐，小 Panel 的捕获结果容易受到人员熟练度影响，经常需要额外增加测序量，以规避数据产出不均一或中靶率低的情形。在 μCaler® 技术加持下，高中靶率和数据均一性则易于实现。
图5. 不同实验批次的中靶率和测序产出均一性
易于定制扩展
XCapert 探针设计工具是纳昂达基于超过 100 万条探针设计、验证和交付的经验开发而成。无论是新 Panel 设计，还是原方案升级，均可经简单操作完成，因此受到国内外用户的广泛认可和使用。μCaler® AML MRD 方案同样可借助 XCapert 增加新靶点，结合 NGS QC 和辅助生信分析服务，轻松实现深度定制化。
图6. XCapert 探针设计工具和自有生产工厂
操作简单、便捷
基于常规杂交捕获流程的 MRD 解决方案里，为达到较优的捕获效果，通常只能选择延长杂交时间至 12 小时以上。得益于纳昂达独家专利的 μCaler® 技术，我们的 AML MRD 方案全部杂交捕获环节仅需 3.5 小时，单日内即可轻松完成全部实验流程。
图7. μCaler® 技术和常规杂交捕获的时长对比
我们将在下篇中展示更多的具体性能表现，敬请关注!
参考文献
[1] 急性髓系白血病微小残留病检测与临床解读中国专家共识(2021年版)
[2] https://www.cbioportal.org/
