使用长读长和短读长技术对治疗前及治疗后的局部晚期直肠癌进行全基因组测序

《Scientific Reports》：Whole genome sequencing of pre-treatment and post-treatment locally advanced rectal cancer using long and short read technologies

摘要

我们进行了一项初步研究，对一名37岁、患有局部晚期直肠癌且对新辅助化疗（nCRT）无反应的患者样本进行了Illumina（ILMN）和纳米孔（ONT）全基因组测序（WGS）。对治疗前后的肿瘤活检样本、邻近正常组织以及匹配的治疗前血液样本进行了测序，以识别体细胞变异。我们利用ONT WGS的DNA甲基化数据来检测肿瘤表观基因组与邻近正常组织之间的差异。我们采用了成熟的生物信息学流程来识别体细胞变异，并评估了短读长和长读长肿瘤基因组数据中单核苷酸变异（SNV）、短插入缺失（indel）、拷贝数变化和结构变异的一致性。总体而言，治疗前后的肿瘤样本中，69.4%的SNV在两种技术间结果一致，30.1%的SNV不一致。通过多项式逻辑回归分析进一步探讨了SNV不一致的原因，发现肿瘤纯度、位于重复区域、链偏倚以及种系变异等因素可能是导致不一致的原因。插入缺失变异的一致性较低（治疗前后的肿瘤样本中分别为26.8%和9.2%）。拷贝数变化在两种技术间高度一致，而结构变异的一致性很低（治疗前后的肿瘤样本中分别为2.4%和0.3%）。最后，我们利用ONT数据检测了肿瘤与匹配的邻近正常组织之间的DNA修饰（5-甲基胞嘧啶和5-羟甲基胞嘧啶）。根据全基因组平均CpG修饰率，发现肿瘤中的DNA甲基化水平低于邻近正常组织。在治疗后的肿瘤中检测到了与上皮-间充质转化相关的生物学表观基因组变化，同时在治疗后的邻近正常组织中也发现了潜在的辐射诱导变化。