在肿瘤基因检测中,根据检测目的和实验设计,可以选择仅检测肿瘤样本(Tumor-only sequencing),也可以同时检测肿瘤样本和患者正常样本,即 Tumor-Normal 配对测序。
Tumor-Normal 配对并不是简单地“多检测一份样本”。其重要价值在于:为肿瘤样本中发现的遗传变异提供正常组织参照,从而更可靠地区分体细胞变异(somatic variant)与胚系变异(germline variant)。
一、肿瘤样本中的变异来自哪里?

肿瘤细胞的基因组与患者正常细胞的基因组并不完全相同。
患者出生时已经存在于全身细胞中的遗传变异,属于胚系变异。这些变异通常存在于血液、口腔黏膜等正常组织中。肿瘤发生和进展过程中,细胞还会不断积累新的遗传改变,其中仅存在于肿瘤细胞或主要存在于肿瘤细胞中的变异,则属于体细胞变异。
因此,对肿瘤组织进行测序后发现一个变异,并不能仅凭“检测到了这个变异”就确定它属于肿瘤后天获得的体细胞改变。对于某些变异,尤其是癌症易感基因中的致病性或可能致病性变异,还需要进一步判断其是否属于胚系来源。[1,2]
二、Tumor-Normal 配对如何判断变异来源?

Tumor-Normal 配对的基本思路是比较同一患者的肿瘤样本与正常样本。
例如,某患者肿瘤组织检测到一个 BRCA1 变异。
如果该变异在正常样本中也能够检测到,并且符合相应的变异频率和质量要求,则支持其为胚系变异;如果该变异仅在肿瘤样本中存在,而在正常样本中没有可靠检出,则更支持其为体细胞变异。
可以概括为:
Tumor 有 + Normal 有 → 支持 Germline
Tumor 有 + Normal 无 → 支持 Somatic
但需要强调,这并不是绝对的二元判定规则。正常样本测序深度、变异频率、样本质量以及克隆性造血等因素,都可能影响最终判断。因此,实际分析通常需要结合测序证据、变异频率、人群数据库以及临床背景进行综合解释。[2]
三、为什么区分 Somatic 和 Germline 很重要?

因为二者对应的临床问题并不相同。
假设一名乳腺癌患者的肿瘤组织检测到 BRCA1 致病性变异。如果该变异仅存在于肿瘤组织中,可以作为肿瘤体细胞事件进行评估;如果该变异同时存在于正常组织,则需要考虑胚系 BRCA1 变异。
后一种情况下,其意义就不再局限于当前肿瘤。胚系致病变异可能提示遗传性肿瘤易感,需要进一步评估患者本人以及潜在的家系遗传风险。
因此,肿瘤测序实际上可能同时涉及两个不同的问题:
🔹 肿瘤获得了哪些遗传改变?
以及:
🔹 患者是否本身携带遗传性肿瘤易感变异?
2024 年 ASCO 胚系检测指南指出,对于符合胚系检测指征的肿瘤患者,即使肿瘤检测没有发现相关变异,也不能因此排除胚系检测;另一方面,对于部分在肿瘤检测中发现的致病性或可能致病性变异,也应进一步考虑胚系检测。[3]
四、Tumor-only 测序是不是就无法判断?

并非如此。
在实际肿瘤检测中,Tumor-only 测序具有较高的应用价值。对于肿瘤样本中发现的变异,可以结合 VAF、人群数据库频率、已知胚系致病变异、肿瘤类型以及基因拷贝数状态等信息,对其来源进行推测。
例如,一个变异在肿瘤样本中的 VAF 接近 50%,同时位于已知的遗传性肿瘤易感基因,并且在人群数据库中极为罕见,那么其胚系来源就值得关注。
但这种判断本质上属于基于间接证据的推断。ESMO Precision Medicine Working Group 对 Tumor-only 测序中的胚系变异识别进行了专门讨论,并指出,当肿瘤样本中发现癌症易感基因的致病性变异时,仅凭 Tumor 数据有时难以确定其究竟属于体细胞还是胚系来源,因此部分情况下需要进一步进行胚系检测。[2]
五、Normal 样本也不是绝对的“标准答案”

需要注意的是,Tumor-Normal 配对并不意味着只要 Normal 中检测到变异,就一定可以认定其为胚系变异。
一个重要原因是克隆性造血(clonal hematopoiesis,CH)。
例如,某些年龄相关的造血细胞克隆可能携带 DNMT3A、TET2、ASXL1 等基因的体细胞变异。如果以外周血作为 Normal 样本,这些变异可能出现在正常对照中,但它们并不是患者出生时就存在的胚系变异,而可能来源于血液系统中的克隆性造血。
因此,在肿瘤基因检测中,Tumor-Normal 配对能够显著提高变异来源判断的可靠性,但最终结果仍需要结合变异特征和样本来源进行解释。
六、Tumor-Normal 配对的真正价值

从生物信息分析角度来看,Normal 样本可以帮助识别患者本身携带的遗传变异,从 Tumor 数据中更可靠地筛选候选体细胞变异。
从临床角度来看,其价值更加重要:它能够帮助区分肿瘤发生过程中获得的遗传改变与患者原本携带的遗传改变。
前者主要用于理解肿瘤的分子特征,并进一步评估诊断、预后和治疗相关意义;后者则可能涉及遗传性肿瘤易感以及家系风险。
因此,Tumor-Normal 配对并不是肿瘤基因检测中的一种单纯“增加检测量”的设计,而是为变异解释提供了重要的生物学参照。
结语

肿瘤基因检测的目的并不只是回答“肿瘤里发现了哪些变异”,还需要进一步回答这些变异从哪里来,以及具有什么临床意义。
Tumor 样本提供了肿瘤基因组的信息,Normal 样本则提供了患者自身基因组的参照。通过二者的比较,可以更可靠地区分体细胞变异和胚系变异,并降低将遗传性肿瘤易感变异误认为单纯体细胞事件的风险。
对于需要准确判断变异来源、同时关注遗传性肿瘤风险的检测场景,Tumor-Normal 配对具有重要价值。但在实际检测中,是否采用配对设计仍应根据检测目的、样本条件、临床需求以及实验和分析能力综合确定。
参考文献
[1] Li MM, Datto M, Duncavage EJ, et al. Standards and Guidelines for the Interpretation and Reporting of Sequence Variants in Cancer: A Joint Consensus Recommendation of the Association for Molecular Pathology, American Society of Clinical Oncology, and College of American Pathologists. J Mol Diagn. 2017;19(1):4-23. doi:10.1016/j.jmoldx.2016.10.002.
[2] Mandelker D, Donoghue M, Talukdar S, et al. Germline-focussed analysis of tumour-only sequencing: recommendations from the ESMO Precision Medicine Working Group. Ann Oncol. 2019;30(8):1221-1231. doi:10.1093/annonc/mdz136.
[3] Tung N, Ricker C, Messersmith H, et al. Selection of Germline Genetic Testing Panels in Patients With Cancer: ASCO Guideline. J Clin Oncol. 2024;42(21):2599-2615. doi:10.1200/JCO.24.00662.

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