临床肿瘤变异检测的传统方法包括染色体核型分析、荧光原位杂交和Sanger测序等。随着高通量测序技术的普及应用，肿瘤panel、全外显子测序（WES）、转录组测序（RNA-Seq）和全基因组测序（WGS）开始大规模应用于肿瘤基础研究、辅助临床诊断。
近年来，WGS作为综合全面的变异检测方法，在肿瘤基础研究和临床诊断中的应用成果层出不穷。越来越多证据显示，该技术在肿瘤精准检测方面有其独特的优势，有充分的潜力成为肿瘤研究和临床诊断金标准。
NatureCommunications杂志曾发表了一篇儿科肿瘤变异检测文章，研究者采用三种不同的测序方法，对78例儿科肿瘤样本进行变异检测及交叉验证，结果表明，WGS检测方案的应用能极大提升肿瘤变异检测的灵敏度和准确度，对于低肿瘤纯度或高肿瘤内异质性样本的检测极具潜力。
实验设计思路及样本信息：
研究纳入78例儿科肿瘤样本，其中血液恶性肿瘤36例，脑肿瘤16例，以及其他实体瘤26例，平均肿瘤纯度为0.81，14％的肿瘤样本的纯度0.5。
采用3种不同的测序及数据分析策略：
·WGS平均测序深度分别为38X（肿瘤样本）和36X（正常样本）
·WES测序深度为X（肿瘤样本）和X（正常样本）
所有样本均有经多重分子病理学实验验证得到的可置信变异集。
图1文章设计思路
文章主要研究结论：
1.WGS是最佳的致病性突变检测方法
研究团队将不同测序策略获得的变异检出数据进行比较，参照传统检测方法测得的所有种致病突变，获得了不同方法的变异检出率：
1）WES与RNA-Seq组合测序，变异检出率为78%；
2）采用WGS测序，变异检出率高达89%；
3）WES与RNA-Seq测序，整合WGS测序数据，当时已知的所有种致病突变均能检出（图2）。
图2不同检测方法得到的致病性突变数目
研究团队还发现，13种突变比例极低的致病性SNV/Indel变异也能在30X的WGS检测数据中找到reads支持，测序深度越高，支持低频突变的reads数越多，表明高深度WGS在检测低频突变方面有突出的优势。此外，WGS还能检测到表达量很低的基因融合，检出结果得到RNA-Seq和RT-PCR的证实。
2.WGS有助于挖掘新发现
研究人员通过分析WGS测序数据，发现DEK-NUP基因融合发生在急性髓细胞性白血病早期，且每一个肿瘤细胞当中都存在该变异。而FLT3内部串联重复突变（ITD）则出现在肿瘤发展的较晚时期，约80%的肿瘤细胞会有此突变。因此，在实际治疗中，同时带有DEK-NUP基因融合和FLT3内部串联重复突变的细胞将通过治疗被清除，而仅有DEK-NUP融合的细胞依然保留，从而达到了精准治疗的目的（图3a）。
通过对WGS测序数据进行深入分析，研究人员还在髓母细胞瘤样本中发现了双等位基因TP53缺失；在成神经细胞瘤样本中检测到急性髓细胞性白血病的重要驱动基因DNMT3A发生50kb缺失，并通过RNA-Seq检测得到验证（图3c）。这些传统检测方案难以覆盖的变异能被全面检出，证明WGS是高效且具有广泛适用性的变异检测工具。
图3WGS在儿科肿瘤诊断和治疗中发挥重要指导作用
a.指导急性髓细胞性白血病治疗方案；b.发现髓母细胞瘤中TP53突变；c.发现成神经细胞瘤中新颖DNMT3A突变
至此，我们看到，WGS在变异检测及肿瘤变异数据深度挖掘方面展现出高度的灵敏性、全面性和准确性，该技术在肿瘤基础研究和临床诊断方面将发挥不可替代的重要作用。随着测序技术的不断升级和成本的逐步降低，高深度WGS结合RNA-Seq测序策略有望成为肿瘤研究和临床诊断金标准，助推肿瘤精准防治。
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