《The Journal of Molecular Diagnostics》：Technical validation and prospective clinical utility of optical genome mapping in acute leukemia workup: insights from 200 cases following deployment as a first-line diagnostic test in a tertiary care center
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光学基因组映射（OGM）作为成人新诊断急性白血病的一线检测技术，其与核型、FISH及NGS联用的临床价值显著。OGM特异性100%、敏感性96.1%、准确性98%，成功检出64个传统方法漏检的变异，修正9例核型失败病例，影响35例（18%）诊断分类或预后分层。
朱莉娅·N.C. 帕洛 | 泽德·哈马德 | 尼古拉斯·萨尔塞多-波拉斯 | 法特玛·阿尔布卢希 | 埃里克·麦金尼斯 | 塔拉·斯彭斯
加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华市温哥华综合医院病理学与实验室医学系细胞基因组学实验室
摘要
2023年11月，我们的加拿大三级医疗机构将光学基因组图谱技术（OGM）作为新诊断出急性白血病的成年患者的一线诊断工具。本文报告了OGM与核型分析、荧光原位杂交（FISH）和下一代测序（NGS）在分析性能和临床应用方面的效果。在测试验证过程中，OGM表现出稳健的分析能力、可重复性和检测限，特异性为100%，敏感性为96.1%，准确率为98.0%。实施后，我们前瞻性地收集了前200例患者的临床报告，以评估OGM与核型/FISH结果的一致性及其额外的诊断价值。OGM共检测到640个可报告的基因变异，根据临床意义将其分为1A级（25%）、1B级（3%）和3A级（70%）。其中，有64个变异未被核型和FISH检测到，3个KMT2A基因的部分串联重复突变未被NGS检测到，9例核型分析失败的病例通过OGM得到了修正：总体上影响了35例患者（18%），表现为诊断分类或风险分层的改变（分别为12例和31例）。尽管已有完善的诊断流程，OGM的引入仍揭示了一些通过传统方法难以发现的具有诊断和预后意义的基因变异，证明了其作为血液系统恶性肿瘤一线诊断工具的强大临床价值。
引言
血液系统恶性肿瘤的诊断和管理依赖于检测驱动肿瘤发生的特定基因异常，这些异常会影响预后并改变治疗反应。在加拿大，标准诊断（SOC）技术通常结合使用核型和荧光原位杂交（FISH）来检测血液系统肿瘤中的基因异常（1）。然而，核型分析在检测隐匿性和复杂的基因组异常方面能力有限。FISH虽然分辨率更高，但只能检测到足够大且具有明确靶向性的异常。相比之下，下一代测序（NGS）能够以碱基对水平检测基因组变异，但在检测较大的基因不平衡和结构改变方面存在局限性，这使其成为传统细胞遗传学技术的补充手段，以获得完整的诊断信息。
光学基因组图谱（OGM）是一种全基因组分析方法，可通过超长DNA分子上的荧光标记模式直接可视化小范围和大规模的结构变异。该技术通过在整个基因组中的CTTAAG序列区域标记DNA，将其线性化后在微流控芯片上成像，并将其组装成数字地图，与参考基因组对齐以精确识别基因组改变。OGM的分辨率比核型分析提高了数百到一千倍（2），能够检测到平衡和非平衡的结构变异以及从染色体水平到外显子水平的拷贝数变化；其中许多变化用传统方法（如FISH和核型分析）无法检测到。尽管OGM可以检测更广泛的基因组变异，但在识别平衡的非二倍体状态和发生在着丝粒区域或难以定位的基因组区域的重排方面仍存在局限性（3）。此外，OGM在识别亚克隆变异和描绘克隆结构方面也有限。建议结合使用NGS和OGM以优化诊断效果并捕捉临床相关的变异谱（4,5）。
已有研究证明OGM在检测血液系统恶性肿瘤的基因组变化方面的有效性，其分辨率优于传统方法（6, 7, 8, 9, 10, 11, 12）。最近关于OGM作为临床检测工具的报告显示其出色的分析性能，并能发现传统方法遗漏的临床重要发现（13, 14, 15, 16）。早期研究表明，OGM在高级别血液系统恶性肿瘤中的临床应用价值更高，而在低级别病例中可能效果有限（17）。总体而言，研究显示OGM在检测结构变异方面具有高准确性，易于实施，并能改善血液系统恶性肿瘤患者的风险分层（18）。
基于此处展示的测试验证结果，2023年11月，OGM被纳入我们医院成人急性白血病的诊断流程，与核型、FISH和NGS检测同时使用，以评估其作为一线诊断工具的实用性。本文旨在提供对OGM分析性能的中立、独立于商业因素的评估，并基于前200例急性白血病病例的前瞻性分析，评估OGM的额外价值。同时分享我们实验室在OGM检测的工作流程、质量控制及检测时间方面的经验。
OGM的分析验证
在实施测试之前，我们使用2021年7月至2023年2月期间用于临床细胞遗传学检测的61份骨髓穿刺（BMA）和22份外周血（PB）样本，这些样本代表了温哥华综合医院常规接收的各类血液系统恶性肿瘤（图1A）。BMA样本包括急性髓系白血病（AML；n=35）和B细胞急性淋巴细胞白血病（B-ALL；n=11）
OGM的分析验证
在用于OGM分析验证的83份样本中，82份（99%）首次检测时就符合实验室制定的质量控制标准（补充表S1）。OGM与核型或FISH的结果一致性分析显示，124个变异为真阳性，0个假阳性，5个为假阴性或检测失败（补充表S1）。在120个真阴性的情况下，OGM的特异性为100.0%（120/120），敏感性为96.1%（124/129），准确率为98.0%（244/249）（表
OGM的分析验证
使用OGM作为一线诊断工具生成的临床队列数据的验证和回顾显示了其稳健的性能。由于其无偏的高分辨率全基因组评估能力，OGM能够识别出低于传统方法检测限的临床显著异常。在测试验证过程中，OGM表现出强大的分析能力，特异性为100%，敏感性为96.1%，准确率为98.0%，所有变异的LOD（检测限）为10% VAF
披露
Z.H.和T.S.获得了Bionano公司的差旅费用报销。这些活动发生在研究早期，对研究的发展或结果没有影响。E.McG.从Bionano公司获得了试剂供应。E.McG.还担任Jazz Pharmaceuticals公司的顾问，并获得了该公司的研究资助，但Jazz Pharmaceuticals公司与本手稿的主题无关。
