液体生検分析の信頼性：循環腫瘍DNA抽出とさまざまなプラットフォームとのシーケンスのラボン間比較

循環腫瘍DNA（CTDNA）の分析である液体生検は、腫瘍学、特に個別化医療における有望なツールです。現在、主な用途は治療の選択と調整に焦点を当てていますが、CTDNAを使用して、残留疾患を監視し、予後を確立し、再発を検出し、リスクのある個人をスクリーニングすることもできます。CtDNAは、通常の個人に低濃度で存在する循環性細胞DNA（CCFDNA）の小さくて可変の割合を表しているため、CtDNAを分析することは技術的に困難です。最近、さまざまな商業システムが市場に登場していますが、実務家が自分のパフォーマンスを比較し、同等の結果をもたらすかどうかを判断することは依然として困難です。CTDNA分析の全国的なガイドラインを確立するための最初のステップとして、スイスの4つの研究所は、CCFDNA抽出とシーケンスによるCTDNA分析を評価するための比較演習に参加しました。抽出は6つの異なる方法を使用して実行され、シーケンスに適した、同様に高品質のCCFDNAが生成されました。事前定義された量の8つの変異を含む合成サンプルのシーケンスは、3つの異なるシステムで実行され、同様の結果が得られました。4つの研究所すべてで、突然変異は1％の対立遺伝子頻度まで容易に特定されましたが、0.1％の検出は困難なことが判明しました。直線性はすべての場合に優れており、1つのシステムで分子収率は優れていましたが、これは感度に影響しませんでした。また、この研究はいくつかの追加の結論をもたらしました。まず、国家のガイドラインは、特定のシステムを推奨するのではなく、優れた実験室の実践の原則に集中する必要があります。第二に、研究所は、特にDNAの初期量と平均シーケンス深度に関して、抽出とシーケンスのあらゆる側面を徹底的に検証することが不可欠です。最後に、ソフトウェアが突然変異の検出に重要であることが証明されたため、研究所は、さまざまなタイプの変異に関するバリアント発信者と基礎となるアルゴリズムのパフォーマンスを検証する必要があります。

Liquid biopsy, the analysis of circulating tumor DNA (ctDNA), is a promising tool in oncology, especially in personalized medicine. Although its main applications currently focus on selection and adjustment of therapy, ctDNA may also be used to monitor residual disease, establish prognosis, detect relapses, and possibly screen at-risk individuals. CtDNA represents a small and variable proportion of circulating cell-free DNA (ccfDNA) which is itself present at a low concentration in normal individuals and so analyzing ctDNA is technically challenging. Various commercial systems have recently appeared on the market, but it remains difficult for practitioners to compare their performance and to determine whether they yield comparable results. As a first step toward establishing national guidelines for ctDNA analyses, four laboratories in Switzerland joined a comparative exercise to assess ccfDNA extraction and ctDNA analysis by sequencing. Extraction was performed using six distinct methods and yielded ccfDNA of equally high quality, suitable for sequencing. Sequencing of synthetic samples containing predefined amounts of eight mutations was performed on three different systems, with similar results. In all four laboratories, mutations were easily identified down to 1% allele frequency, whereas detection at 0.1% proved challenging. Linearity was excellent in all cases and while molecular yield was superior with one system this did not impact on sensitivity. This study also led to several additional conclusions: First, national guidelines should concentrate on principles of good laboratory practice rather than recommend a particular system. Second, it is essential that laboratories thoroughly validate every aspect of extraction and sequencing, in particular with respect to initial amount of DNA and average sequencing depth. Finally, as software proved critical for mutation detection, laboratories should validate the performance of variant callers and underlying algorithms with respect to various types of mutations.