NGS에서 Target Coverage 균일성의 중요성

NGS데이터 생산시 Target Coverage가 들쑥날쑥해도 분석이 잘 될것인가? 라는 것에 대해서 궁금증을 해결해줄 바로 그 논문!!! 

Evaluation of the evenness score in next-generation sequencing라는 제목의 논문이고, 

doi: 10.1038/jhg.2016.21입니다.

gemini에게 다음과 같이 찡찡거려봤습니다.

"왜 NGS에서 타겟 커버리지의 균일성이 중요한지에 대해 블로그에 작성하려고 합니다. 생명공학을 전공하지 않고, NGS에대해서 익숙하지 않은 일반인을 대상으로 블로그에 올릴 수 있는 글을 작성해주세요"

NGS(Next Generation Sequencing)는 DNA 염기 서열을 분석하는 강력한 기술입니다. 마치 책을 읽듯 우리 몸의 유전 정보를 해독하는데 비유할 수 있습니다. 하지만 책을 읽는 데 중요한 것이 모든 페이지를 꼼꼼하게 읽는 것과 마찬가지로, NGS에서도 모든 타겟 영역을 균일하게 분석하는 것이 매우 중요합니다.

왜 타겟 커버리지 균일성이 중요할까요?

정확한 분석 결과: 만약 특정 타겟 영역만 깊게 분석하고 다른 영역은 덜 분석하면, 마치 책의 특정 페이지만 읽고 다른 페이지는 건너뛸 때와 마찬가지로 잘못된 정보를 얻을 수 있습니다. 이는 질병 진단, 유전적 특징 분석 등 NGS 분석의 정확성에 큰 영향을 미칩니다.

데이터 해석의 어려움: 만약 타겟 커버리지가 불균일하다면, 분석된 데이터를 해석하는데 어려움을 겪을 수 있습니다. 마치 책의 페이지가 누락되거나 순서가 뒤바뀌었을 때와 마찬가지로, 데이터의 일관성이 떨어지고 정확한 해석이 어려워집니다.

유전 정보의 누락: 만약 특정 타겟 영역이 분석되지 않으면, 그 영역에 존재하는 중요한 유전 정보를 놓칠 수 있습니다. 마치 책의 특정 페이지가 찢어져 없어졌을 때와 마찬가지로, 유전 정보의 일부가 누락되어 질병 진단이나 유전적 특징 분석에 영향을 미칠 수 있습니다.

NGS에서 타겟 커버리지 균일성을 높이는 방법:

샘플 준비 방법 개선: DNA 샘플을 준비하는 과정에서 오류가 발생하면 타겟 커버리지 불균일성이 발생할 수 있습니다.

시퀀싱 라이브러리 제작 방법 개선: 시퀀싱 라이브러리 제작 과정에서 오류가 발생하면 특정 타겟 영역이 덜 분석될 수 있습니다.

시퀀싱 조건 최적화: 시퀀싱 조건을 최적화하여 모든 타겟 영역을 균일하게 분석하도록 설정합니다.

데이터 분석 방법 개선: 데이터 분석 방법을 개선하여 불균일한 커버리지를 보정하고 정확한 정보를 추출합니다.

결론: NGS에서 타겟 커버리지 균일성은 정확한 분석 결과, 데이터 해석의 용이성, 유전 정보의 누락 방지를 위해 매우 중요합니다. NGS 기술의 발전과 함께 타겟 커버리지 균일성을 높이는 방법들이 계속 연구되고 있으며, 이는 NGS 분석의 정확성과 신뢰성을 향상시키는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

음.. 프롬프트를 좀더 신경써봐야 할 것 같습니다.

출처: @ye._.vely618

FFPE 처리된 암조직의 NGS 결과를신뢰할 수 있을까?

몇년전에도 NGS 분석 결과를 그냥 불신하는 분들은 당연히 계셨고 지금도 의심의 눈초리로 바라보는 분들이 없지는 않을겁니다. 물론 저도 NGS를 믿으십시요! 라고는 하지 않습니다. NGS가 모든 문제를 해결 해 주지는 않으니깐요. 그래도 진단에서 NGS는 꽤 나 중요한 위치를 차지하고 있고 효용성을 증명하고 있는데 일방적인 불신은 좋지 않겠죠.

2015년, 아직 NGS으로 진단하기에는 아직 무리이지 라는 의견이 지배적이었고, 그런 편견을 벗어나기 위해 부단히도 애를 쓰고 있었던 때인지는 잘 모르겠으나 그래도 아직 시기상조라는 분위기가 지배적이었던 시절 끊임없이 가능성을 보여주고자 노력했던 연구팀의 논문이 있어 한번 들고 와봤습니다.

그냥 일반 조직에서 시퀀싱한 결과도 믿을 수 없다고 하던 시절, FFPE처리된 샘플에서 BRCA1/2의 somatic 변이 검출을 신뢰 할 수 있다는 것을 보여주는 논문 되겠습니다.

"A reliable method for the detection of BRCA1 and BRCA2 mutations in fixed tumour tissue utilising multiplex PCR-based targeted next generation sequencing" 이라는 제목의 논문입니다.

DOI: 10.1186/s12907-015-0004-6

FFPE, 병리검사를 위해 띠어낸 조직을 장기 보관하기 위해서 처리하는 방법인데, 여기에 사용되는 praffin과 formaldehyde가 DNA 한테는 쥐약이죠..

그래서 FFPE 전용 DNA추출 키트도 나오고 있는데 이미 fragment되어 있고, damage받은 DNA 뽑아서 NGS 돌려봤자 그거 믿을 수 있겠냐? 라는게 FFPE 샘플을 가지고 NGS 수행후 분석 결과를 잘 못믿겠다고 하니 그래서 그거 우리가 확인 했어. 되겠습니다.

그래서 일단 제일 접근하기 쉬운 BRCA1/2를 타겟으로 하였고, 어차피 FFPE 샘플이니 서열들이 조각들 나 있을 테니 증폭시켜서 우선 DNA양을 늘리고 NGS해서 분석 해보자가 가장 좋은 선택지 아니었나 싶습니다.

그래서 다양한 변이 샘플 확보하고 NGS 키트 중에 여러 키트 (GeneRead V1, V2의 BRCA1/2와 Ion AmpliSeq BRCA1/2)로 상호 비교 실험도 했고, Sanger 실험으로 확인도 하였다고 합니다.

그래서 결과적으로 FFPE 샘플에서 추출한 DNA로 NGS 분석으로 돌연벼이를 확인 할 수 있었고, 일부 rare한 frequency를 가지고 있는 변이의 경우 Sanger로는 찾기 힘들었으나 NGS로는 찾을 수 있었다.

그러나 그래도 아직 germline을 분석(이 연구에서는 somatic BRCA1/2 변이를 탐지 했습니다.)을 대체하는 용도로는 안되고, 환자에게 득이 될 수 있는 PARP 억제요법을 사용할지 여부를 확인하는 용도로는 사용할 수 있을 것 같다라고 마무리하고 있습니다.

이처럼 그전까지는 카더라로마 떠돌었떤 근거없는 소문을 여러 다양한 케이스와 방법을 통해 벤치마킹을 하여 충분히 사용할 수 있는데? 라는 근거를 제시함으로써, 좋은 기술을 적재적소에서 사용 할 수 있게 해주는 것도 굉장히 중요한 일 인듯 합니다.

그럼 15년도에 FFPE로 somatic 변이를 NGS로 수행해서 변이를 찾을 수 있지만 제한적이라고 했는데, 지금은 기술이 더 발달 했는데, 그 제한적인 사용처가 극복이 되었는지? 아니면 그대로 별 차이가 없는지를 조만간 확인해보는 시간을 가지면 좋겠네요.

그럴 수 있기를 제발~  :)

출처: @ye._.vely618