KR102112951B1 - Ngs method for the diagnosis of cancer - Google Patents

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KR102112951B1
KR102112951B1 KR1020190074215A KR20190074215A KR102112951B1 KR 102112951 B1 KR102112951 B1 KR 102112951B1 KR 1020190074215 A KR1020190074215 A KR 1020190074215A KR 20190074215 A KR20190074215 A KR 20190074215A KR 102112951 B1 KR102112951 B1 KR 102112951B1
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김명신
김용구
한은희
유재은
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김광중
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가톨릭대학교 산학협력단
주식회사 엔젠바이오
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Abstract

The present invention relates to an NGS analysis method for the diagnosis of cancer, capable of detecting a single nucleotide variation of BRCA1/2 gene, the insertion and deletion of a small unit of a base, and large gene rearrangement including a 5′ promoter region at once. Since the NGS analysis method using a primer set of the present invention is capable of detecting a single nucleotide variation of BRCA1/2 gene, the insertion and deletion of a small unit of a base, and large gene rearrangement including a 5′ promoter region, a BRCA genetic test can be performed with one NGS test instead of a procedure that was performed by combining both Sanger and MLPA methods because it was not detectable by a conventional NGS analysis method.

Description

암의 진단을 위한 NGS 방법{NGS METHOD FOR THE DIAGNOSIS OF CANCER}NGS METHOD FOR THE DIAGNOSIS OF CANCER

본 발명은 BRCA1/2 유전자의 단일 염기 변이, 작은 단위의 염기 삽입 및 결손 및 상기 5` 프로모터 부위를 포함한 큰 유전자 재배열 검출을 한 번에 할 수 있는 암 진단용 NGS 분석 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an NGS analysis method for cancer diagnosis capable of detecting single gene mutations of BRCA1 / 2 gene, small base insertion and deletion, and large gene rearrangement including the 5` promoter region at once.

의학이 발달한 오늘날에도 인체 암, 특히 대다수를 차지하는 고형암(solid tumor: 혈액암을 제외한 나머지 암)의 경우 5년 생존율은 50%미만이다. 전체 암환자의 약 3분의 2는 진행된 단계에서 발견되며, 이들 대부분은 진단 후 2년 이내에 사망한다. 이와 같이 저조한 암의 치료효과는 치료법의 문제 뿐만은 아니며, 실제 암을 조기에 진단할 수 있는 방법과 진행된 암을 정확히 진단하고 치료 후 추적 조사하는 것이 용이하지 않기 때문이다. 현재 임상에서 암의 진단은 문진(history taking)과 신체검사, 임상병리검사를 거쳐 일단 의심이 되면 방사선검사 및 내시경검사로 진행되며, 최종적으로는 조직검사로 확인된다. 그러나 현존 임상검사법으로는 암의 세포 수가 10억개, 암의 직경이 1㎝ 이상이 되어야 진단이 가능하다. 이런 경우 이미 암세포는 전이능력을 갖고 있으며, 실제 절반 이상에서 암이 이미 전이되어 있다. 한편, 암이 직간접으로 생산하는 물질을 혈액 내에서 찾는 종양마커(tumor markers)가 암 선별검사(cancer screening)에 이용되는데, 이는 정확도에 한계가 있어서 암이 있을 때도 약 절반까지 정상으로 나타나며, 암이 없을 때도 종종 양성으로 나타나서 혼란을 야기한다. 또한, 암의 치료에 주로 사용되는 항암제의 경우, 암의 용적이 적은 경우에만 그 효과를 나타내는 문제점이 있다.Even today, with the development of medicine, human cancer, especially the majority of solid tumors (other than blood cancer), has a 5-year survival rate of less than 50%. About two-thirds of all cancer patients are found in advanced stages, most of whom die within 2 years of diagnosis. This is because the treatment effect of the poor cancer is not only a problem of the treatment method, but it is not easy to diagnose the actual cancer early and to diagnose the advanced cancer accurately and follow up after treatment. The diagnosis of cancer in the current clinical trials is followed by a history taking, a physical examination, and a clinical pathology examination, and once suspected, it is performed by radiographic examination and endoscopy, and finally confirmed by biopsy. However, with the existing clinical test method, the number of cancer cells is 1 billion and the diameter of the cancer must be 1 cm or more to be diagnosed. In this case, the cancer cells already have metastatic ability, and more than half of the cancer cells have already metastasized. On the other hand, tumor markers that find substances in the blood that are produced by the cancer directly or indirectly are used for cancer screening, which is limited in accuracy and appears normal to about half even when there is cancer. Even in the absence of this, it often appears positive, causing confusion. In addition, in the case of an anticancer agent mainly used for the treatment of cancer, there is a problem that exhibits its effect only when the volume of the cancer is small.

상기한 바와 같이, 암의 진단과 치료가 모두 어려운 것은 정상세포와 다른 점이 많고, 매우 복잡하고 다양하기 때문이다. 암은 제멋대로 과잉으로 계속 자라며, 사망에서 해방되어 계속 생존하고, 주위조직을 침범하고 원위장기로 확산(전이)되어서 인간을 사망하게 한다. 면역기전의 공격이나 항암 치료에도 생존하고, 끊임없이 진화하며 생존에 가장 유리한 세포군(클론)이 선택적으로 증식한다. 암세포는 다수의 유전자의 변이에 의해 발생하는 고도의 생존능력을 가진 생존체이다. 하나의 세포가 암세포로 바뀌고, 임상에서 보는 악성의 암 덩어리로 발전해 나가기 위해서는 다수의 유전자에 변이가 일어나야 한다. 따라서 암을 근원적으로 진단하고 치료하기 위해서는 유전자 수준에서 접근할 필요가 있다.As described above, it is difficult to diagnose and treat both cancers because there are many differences from normal cells, and they are very complex and diverse. Cancer continues to grow spontaneously in excess, free from death, continues to survive, invades surrounding tissues and spreads (metastasizes) to distal organs, causing human death. Survives immune attacks or chemotherapy, constantly evolves, and the cell group (clone) that is most favorable for survival selectively proliferates. Cancer cells are highly viable survivors caused by mutations in a number of genes. In order for one cell to turn into a cancer cell and develop into a malignant cancerous mass seen in clinical practice, mutations must occur in multiple genes. Therefore, it is necessary to approach at the genetic level in order to diagnose and treat cancer fundamentally.

기존의 염기서열을 분석하는 방법인 Sanger 기반의 염기서열 분석법은 정확하게 염기서열 정보를 얻을 수는 있지만, 개인 유전체 분석(personal genome analysis) 등 대용량의 DNA 염기서열 정보를 얻어야 하는 연구 분야에 적용하는 것은 분석에 걸리는 시간, 노동력, 비용 측면에서 비효율적이다. 이 때문에 고효율과 저비용으로 대용량의 DNA 염기서열 정보를 얻을 수 있는 새로운 분석기법에 대한 요구가 있었다. 2000년대 중반에 주형 DNA를 대상으로 짧은 길이의 염기서열을 대용량으로 빠르게 생성시킬 수 있는 차세대 염기서열 분석법(next generation sequencing; NGS)이 소개되었다. 최근 차세대 염기서열 분석법(Next Generation Sequencing: NGS)이 대중화되면서 많은 사람들의 관심을 받고 있으며, 차세대 염기서열 분석법을 이용한 기술은 비약적으로 발전하고 있고, 이를 이용한 유전자형 분석 가격은 저렴해지고 있다. NGS 장비의 개발과 시약의 개선이 이루어지고, 생물정보학적 기법이 발달함에 따라서 NGS 분석은 기존의 Sanger 기반의 방법을 대체할 수 있는 여러 가지 장점을 가지고 있어 많은 연구 분야에서 사용되고 있다.Sanger-based sequencing, a method of analyzing existing sequencing, can accurately obtain sequencing information, but it is not applicable to research fields that require large-scale DNA sequencing information such as personal genome analysis. It is inefficient in terms of time, labor and cost to analyze. For this reason, there has been a demand for a new analysis method capable of obtaining a large amount of DNA sequence information with high efficiency and low cost. In the mid-2000s, next generation sequencing (NGS), which can rapidly generate short-sequence sequencing targeting template DNA, was introduced. Recently, as the next generation sequencing (NGS) has become popular, it has attracted a lot of people's attention, and the technology using the next generation sequencing has been rapidly developed, and the genotyping price using it has become cheaper. As the development of NGS equipment, the improvement of reagents, and the development of bioinformatics techniques, NGS analysis has been used in many research fields because it has several advantages to replace the existing Sanger-based method.

차세대 염기서열 분석법을 구현하는 차세대 게놈 시퀀서(NGS; Next Generation Sequencer)로 대표적인 것으로는 로슈(Roche)/454, 일루미나(Illumina)/Solexa 및 라이프 테크놀로지스(ABI)의 SOLiD가 있다. 로슈/454와 SOLiD는 고체상의 지지체나 비드 상의 DNA에 주형이 상보적으로 결합된 상태에서 에멀젼 PCR (Emulsion PCR; emPCR)을 수행하여 분석대상 시료 내의 주형을 증폭하는 방식을 채택하고 있다 (Michael L. Metzker, Aapplications of next-generation sequencing; Sequencing technologies the next generation, Nature Reviews Genetics, Vol.11, pp31-46, January 2010). 로슈/454의 최신형 모델로 GS FLX 티타늄 시퀀서(GS FLX Titanium sequencer)와, 이를 소형화한 GS 쥬니어 티타늄 시퀀서(GS Junior Titanium sequencer)가 있으며, 이들 장비는 7시간에 8,000만개 서열의 판독이 가능하다. 이러한 기술 발전으로 종래에는 막대한 검사 비용으로 인해 연구용으로만 사용되던 차세대 염기서열 분석법을 의료용 임상 검사에서 활용할 수 있게 되었다. 그러나, 차세대 염기서열 분석법을 이용하여 생성된 대용량의 염기서열 데이터에서 서열의 길이는 종래의 생거(Sanger) 방법으로 생성한 염기서열 데이터에 비하여 현저하게 짧은 문제점이 있다. 즉, 차세대 염기서열 분석법은 이러한 문제로 인해 짧은 서열들을 모아서 레퍼런스(reference)가 없는 새로운 게놈 염기서열 구성하거나, 동일종 또는 비슷한 종의 서열을 참고로 하여 게놈 염기서열을 구성하는 과정이 필요한 단점이 있다. 뿐만아니라, 로슈(Roche)/454 기반의 차세대 염기서열 분석용 시퀀서는 사전에 증폭되어 준비된 주형인 앰플리콘(amplicon)을 에멀젼 PCR 과정에서 고체상의 지지체나 비드 상에 결합된 DNA에 상보적으로 어닐링한 후 증폭시키는데 이때 주형 만이 증폭되어는 것이 아니라 앰플리콘의 준비과정에서 소모되지 않은 프라이머들의 이량체들이 증폭되어 시퀀싱 결과에 악영향을 미치는 문제가 있다. 특히, 아울러, 종래의 NGS 분석 방법으로는 BRCA1/2 유전자의 단백질 번역 부위 외에 Exon 1을 포함한 5` 프로모터 (5` UTR 또는 5` noncoding) 영역의 CNV는 검출할 수 없어, 기존이 생어 및 MLPA(Multiplex ligation-dependent probe amplification) 방법을 함께 이용해야지만 정확한 검사가 가능한 단점이 있었다. Next-generation genome sequencers (NGSs) that implement next-generation sequencing are typical examples of SOLiDs from Roche / 454, Illumina / Solexa, and Life Technologies (ABI). Roche / 454 and SOLiD adopt a method of amplifying a template in a sample to be analyzed by performing emulsion PCR (Emulsion PCR; emPCR) in a state where the template is complementarily bound to DNA on a solid support or a bead (Michael L Metzker, Aapplications of next-generation sequencing; Sequencing technologies the next generation, Nature Reviews Genetics, Vol. 11, pp31-46, January 2010). The latest model of the Roche / 454 is the GS FLX Titanium sequencer and the miniaturized GS Junior Titanium sequencer, which can read 80 million sequences in 7 hours. Due to the advancement of this technology, the next-generation sequencing method, which was previously used only for research due to the huge test cost, can be utilized in clinical clinical tests. However, in the large-scale sequencing data generated using the next-generation sequencing method, the length of the sequence is significantly shorter than the sequencing data generated by the conventional Sanger method. That is, the next-generation sequencing method has a disadvantage in that it is necessary to collect short sequences and construct a new genome sequence without reference, or to construct a genome sequence by referring to sequences of the same or similar species. have. In addition, the Roche / 454-based sequencer for next-generation sequencing is complementarily annealed to an amplified pre-amplified template, an amplicon, to DNA bound on a solid support or beads in an emulsion PCR process. After the amplification, the template is not amplified, but dimers of primers that are not consumed during the preparation of the amplicon are amplified and adversely affect the sequencing results. In particular, in addition, the conventional NGS analysis method cannot detect the CNV of the 5` promoter (5` UTR or 5` noncoding) region including Exon 1 in addition to the protein translation site of the BRCA1 / 2 gene, and the existing Sanger and MLPA (Multiplex ligation-dependent probe amplification) method should be used together, but there was a disadvantage that it is possible to accurately test.

본 발명에서는 BRCA1/2 유전자의 단일 염기 변이, 작은 단위의 염기 삽입 및 결손 및 상기 5` 프로모터 부위를 포함한 큰 유전자 재배열 검출이 한 번에 가능한 NGS 분석 방법을 개발하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to develop an NGS analysis method capable of detecting single gene mutations in BRCA1 / 2 gene, inserting and deleting bases in small units, and large gene rearrangement including the 5` promoter region at once.

상기 목적의 달성을 위해, 본 발명은 암의 진단을 위한 NGS 분석용 프라이머 세트를 제공한다.To achieve the above object, the present invention provides a primer set for NGS analysis for the diagnosis of cancer.

또한, 본 발명은 암의 진단 또는 예후 진단용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for diagnosis or prognosis of cancer.

또한, 본 발명은 암의 진단 또는 예후 진단용 키트를 제공한다.In addition, the present invention provides a kit for diagnosis or prognosis of cancer.

또한, 본 발명은 암 진단용 NGS 분석 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides an NGS analysis method for cancer diagnosis.

아울러, 본 발명은 암의 진단 또는 예후 진단을 위한 정보 제공 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for providing information for diagnosis or prognosis of cancer.

본 발명에 따르면, 본 발명의 프라이머 세트를 이용한 NGS 분석 방법은 BRCA1/2 유전자의 단일 염기 변이, 작은 단위의 염기 삽입 및 결손 및 상기 5` 프로모터 부위를 포함한 큰 유전자 재배열 검출이 가능하므로, 종래의 NGS 분석 방법으로 검출 불가능하여 생어(Sanger)법과 MLPA 방법 두 가지를 조합하여 시행했던 절차를 NGS 검사 한가지로 BRCA 유전자 검사를 수행할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the NGS analysis method using the primer set of the present invention is capable of detecting a single base mutation of the BRCA1 / 2 gene, insertion and deletion of a small base unit, and large gene rearrangement including the 5` promoter region. It is not detectable by the NGS analysis method of. It has the effect of performing the BRCA gene test with one of the NGS tests, which was a combination of the Sanger method and the MLPA method.

도 1은 본 발명의 NGS 플랫폼에 이용하기 위한 BRCA1 프로모터/5'UTR 영역의엠플리콘의 설계를 나타내는 도이다.
도 2는 종래의 NGS로는 검출되지 않았으나, MLPA 방법으로는 검출된 BRCA1 5`UTR 결실을 나타낸 도이다:
A: BRCA1의 MLPA 분석 결과;
B 및 C: BRCA1 유전자의 Sanger 서열 분석 결과; 및
D: BRCA1 mRNA의 증폭 플롯 (△Rn vs 사이클 수) (오렌지색 선: 대조군, 파란색 선: 환자).
도 3은 본 발명의 NGS 플랫폼으로 밝힌 LGR들을 나타낸 도이다:
A: 6개의 BRCA1 LGRs; 및
B: 1개의 BRCA2 LGRs.
1 is a view showing the design of the amplicon BRCA1 promoter / 5'UTR region for use in the NGS platform of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing BRCA1 5`UTR deletions that were not detected by the conventional NGS but were detected by the MLPA method:
A: MLPA analysis result of BRCA1 ;
B and C: Sanger sequence analysis result of BRCA1 gene; And
D: Amplification plot of BRCA1 mRNA (ΔRn vs number of cycles) (orange line: control, blue line: patient).
3 is a diagram showing LGRs revealed by the NGS platform of the present invention:
A: 6 BRCA1 LGRs; And
B: 1 BRCA2 LGRs.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현예로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 구현예는 본 발명에 대한 예시로 제시되는 것으로, 당업자에게 주지 저명한 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있고, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않는다. 본 발명은 후술하는 특허청구범위의 기재 및 그로부터 해석되는 균등 범주 내에서 다양한 변형 및 응용이 가능하다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as an embodiment of the present invention. However, the following embodiments are presented as examples of the present invention, and when it is determined that a detailed description of a technique or configuration well known to those skilled in the art may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description may be omitted. , Thereby, the present invention is not limited. The present invention is capable of various modifications and applications within the scope of the claims and the equivalents interpreted therefrom.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, terms used in the present specification (terminology) are terms used to properly represent a preferred embodiment of the present invention, which may vary according to a user, an operator's intention, or customs in the field to which the present invention pertains. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification. Throughout the specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.

일 측면에서, 본 발명은 암의 진단을 위한 NGS(next generation sequencing) 분석용 프라이머 세트에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a primer set for NGS (next generation sequencing) analysis for the diagnosis of cancer.

일 구현예에서, 상기 프라이머 세트는 서열번호 1 및 2의 프라이머 세트, 서열번호 3 및 4의 프라이머 세트, 서열번호 5 및 6의 프라이머 세트, 서열번호 7 및 8의 프라이머 세트, 서열번호 9 및 10의 프라이머 세트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.In one embodiment, the primer set is the primer set of SEQ ID NO: 1 and 2, the primer set of SEQ ID NO: 3 and 4, the primer set of SEQ ID NO: 5 and 6, the primer set of SEQ ID NO: 7 and 8, SEQ ID NO: 9 and 10 It may be any one or more selected from the group consisting of a primer set of.

일 구현예에서, 상기 암은 유전성 고형암일 수 있으며, 위암, 유방암 또는 난소암일 수 있다. In one embodiment, the cancer may be hereditary solid cancer, gastric cancer, breast cancer or ovarian cancer.

일 구현예에서, 본 발명의 프라이머 세트는 BRCA1/2 유전자의 돌연변이 중 단백질 번역 부위 외에 Exon 1을 포함한 5` 프로모터 (5` UTR 또는 5` noncoding) 영역의 CNV(copy number variation 또는 large genomic rearrangement)를 NGS 분석 방법으로 검출할 수 있다.In one embodiment, the primer set of the present invention is a copy number variation or large genomic rearrangement (CVV) of a 5` promoter (5` UTR or 5` noncoding) region including Exon 1 in addition to a protein translation site among mutations of the BRCA1 / 2 gene. Can be detected by NGS analysis method.

일 구현예에서, 본 발명의 프라이머 세트는 BRCA1/2 유전자의 5′UTR 영역의 결실을 NGS 분석 방법으로 검출할 수 있으며, BRCA1/2 유전자의 5′UTR 영역의 이형 결실(heterozygous deleletion)을 검출할 수 있다.In one embodiment, the primer set of the present invention can detect deletion of the 5′UTR region of the BRCA1 / 2 gene by NGS analysis method, and detect heterozygous deleletion of the 5′UTR region of the BRCA1 / 2 gene. can do.

일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 프라이머 세트를 포함하는 암의 진단 또는 예후 진단용 조성물에 관한 것이다. In one aspect, the present invention relates to a composition for the diagnosis or prognosis of cancer comprising the primer set of the present invention.

일 구현예에서, 상기 암의 진단 또는 예후 진단용 조성물은 NGS 분석용 조성물일 수 있다.In one embodiment, the composition for diagnosis or prognosis of cancer may be a composition for NGS analysis.

일 구현예에서, 상기 프라이머 세트는 서열번호 1 및 2의 프라이머 세트, 서열번호 3 및 4의 프라이머 세트, 서열번호 5 및 6의 프라이머 세트, 서열번호 7 및 8의 프라이머 세트, 서열번호 9 및 10의 프라이머 세트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.In one embodiment, the primer set is the primer set of SEQ ID NO: 1 and 2, the primer set of SEQ ID NO: 3 and 4, the primer set of SEQ ID NO: 5 and 6, the primer set of SEQ ID NO: 7 and 8, SEQ ID NO: 9 and 10 It may be any one or more selected from the group consisting of a primer set of.

일 구현예에서, 상기 암은 유전성 고형암일 수 있으며, 위암, 유방암 또는 난소암일 수 있다. In one embodiment, the cancer may be hereditary solid cancer, gastric cancer, breast cancer or ovarian cancer.

일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 조성물을 포함하는 암의 진단 또는 예후 진단용 키트에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a kit for diagnosis or prognosis of cancer comprising the composition of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어, "NGS(차세대 시퀀싱) 분석 방법"이란 짧은 시간 내에 분석대상이 되는 시료에 대해 대량의 염기서열의 판독이 가능하고 대량의 염기서열 데이터를 생성할 수 있는 신개념의 염기서열 분석 기술이다(Michael L. Metzker, Aapplications of next-generation sequencing; Sequencing technologies the next generation, Nature Reviews Genetics, Vol.11, pp31-46, January 2010).As used in the present invention, the term "NGS (Next Generation Sequencing) Analysis Method" is a new concept of sequencing capable of reading a large amount of sequencing for a sample to be analyzed in a short time and generating a large amount of sequencing data. Analysis techniques (Michael L. Metzker, Aapplications of next-generation sequencing; Sequencing technologies the next generation, Nature Reviews Genetics, Vol. 11, pp31-46, January 2010).

NGS(next generation sequencing)는 단일 염기 변이(single nucleotide variation), 작은 단위의 염기 삽입 및 결손(small insertion/deletion mutation) 및 큰 유전자 재배열(large genomic rearrangement) (CNV(copy number variation)라고도 함)의 검출이 동시에 가능하나, NGS 검사 방법으로 검출 가능한 영역은 단백질 번역 부위 (BRCA1 유전자의 경우 Exon 2부터, BRCA2 유전자의 경우 Exon 2부터)이다. 따라서, 종래의 NGS 분석 방법으로는 BRCA1/2 유전자의 단백질 번역 부위 외에 Exon 1을 포함한 5` 프로모터 (5` UTR 또는 5` noncoding) 영역의 CNV는 검출할 수 없다. NGS (next generation sequencing) is single nucleotide variation, small insertion / deletion mutation and large genomic rearrangement (also known as copy number variation (CNV)) The detection is possible at the same time, but the region detectable by the NGS test method is a protein translation site (from Exon 2 for the BRCA1 gene, from Exon 2 for the BRCA2 gene). Therefore, the conventional NGS analysis method cannot detect CNV of a 5` promoter (5` UTR or 5` noncoding) region including Exon 1 in addition to the protein translation site of the BRCA1 / 2 gene.

본 발명의 프라이머 세트를 이용한 NGS 분석 방법은 BRCA1/2 유전자의 단일 염기 변이, 작은 단위의 염기 삽입 및 결손 및 상기 5` 프로모터 부위를 포함한 큰 유전자 재배열 검출이 가능한 방법이다. 즉, 이를 임상에 적용했을시, 종래의 NGS 분석 방법으로 검출 불가능하여 생어(Sanger)법과 MLPA 방법 두 가지를 조합하여 시행했던 절차를 NGS 검사 한가지로 BRCA 유전자 검사를 수행할 수 있다.The NGS analysis method using the primer set of the present invention is a method capable of detecting a single base mutation of a BRCA1 / 2 gene, inserting and deleting a base in a small unit, and large gene rearrangement including the 5` promoter region. That is, when applied to the clinical, BRCA gene test can be performed as a single NGS test using a procedure performed by combining the Sanger method and the MLPA method because it cannot be detected by a conventional NGS analysis method.

본 발명에서 사용되는 용어, “프라이머”는 적합한 온도에서 적합한 완충액 내에서 적합한 조건(즉, 4종의 다른 뉴클레오사이드 트리포스페이트 및 중합반응 효소) 하에서 주형-지시 DNA 합성의 개시점으로 작용할 수 있는 단일-가닥 올리고뉴클레오타이드를 의미한다. 프라이머의 적합한 길이는 다양한 요소, 예컨대, 온도와 프라이머의 용도에 따라 변화가 있지만 전형적으로 15-30 뉴클레오타이드이다. 짧은 프라이머 분자는 주형과 충분히 안정된 혼성 복합체를 형성하기 위하여 일반적으로 보다 낮은 온도를 요구한다. 프라이머의 서열은 주형의 일부 서열과 완전하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, 주형과 혼성화 되어 프라이머 고유의 작용을 할 수 있는 범위 내에서의 충분한 상보성을 가지면 충분하다. 따라서 본 발명에서의 프라이머는 주형인 상술한 뉴클레오티드 서열에 완벽하게 상보적인 서열을 가질 필요는 없으며, 이 유전자 서열에 혼성화되어 프라이머 작용을 할 수 있는 범위 내에서 충분한 상보성을 가지면 충분하다. 이러한 프라이머의 디자인은 상술한 뉴클레오티드 서열을 참조하여 당업자에 의해 용이하게 실시할 수 있으며, 예컨대, 프라이머 디자인용 프로그램(예: PRIMER 3 프로그램)을 이용하여 할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 프라이머는 형광염료 또는 별도의 어댑터 서열이 부착되어 사용될 수 있고, 비-표지(nonlabeled) 프라이머로서 사용될 수도 있다.The term “primer,” as used herein, can serve as a starting point for template-directed DNA synthesis under suitable conditions (ie, four different nucleoside triphosphates and polymerases) in a suitable buffer at a suitable temperature. Single-stranded oligonucleotide. The suitable length of the primer varies depending on various factors, such as temperature and the use of the primer, but is typically 15-30 nucleotides. Short primer molecules generally require lower temperatures to form a sufficiently stable hybrid complex with the template. The sequence of the primer does not need to have a completely complementary sequence with some of the sequences of the template, and it is sufficient to have sufficient complementarity within a range capable of hybridizing with the template and working with the primer. Therefore, the primer in the present invention need not have a sequence perfectly complementary to the above-described nucleotide sequence as a template, and it is sufficient to have sufficient complementarity within a range capable of hybridizing to this gene sequence and acting as a primer. The design of such a primer can be easily carried out by a person skilled in the art with reference to the nucleotide sequence described above, for example, a primer design program (eg, PRIMER 3 program) can be used. The primer used in the present invention may be used by attaching a fluorescent dye or a separate adapter sequence, or may be used as a non-labeled primer.

본 발명에서 “진단”은 특정 질병 또는 질환에 대한 한 객체의 감수성(susceptibility)을 판정하는 것, 한 객체가 특정 질병 또는 질환을 현재 가지고 있는 지 여부를 판정하는 것, 특정 질병 또는 질환에 걸린 한 객체의 예후(prognosis)(예컨대, 전-전이성 또는 전이성 암 상태의 동정, 암의 단계 결정 또는 치료에 대한 암의 반응성 결정)를 판정하는 것, 또는 테라메트릭스(therametrics)(예컨대, 치료 효능에 대한 정보를 제공하기 위하여 객체의 상태를 모니터링 하는 것)을 포함한다.In the present invention, “diagnosis” refers to determining the susceptibility of an object to a specific disease or condition, determining whether an object currently has a specific disease or condition, as long as it has a specific disease or condition Determining an object's prognosis (e.g., identification of a pre-metastatic or metastatic cancer state, determining the stage of the cancer or determining the responsiveness of the cancer to treatment), or terrametrics (e.g., for therapeutic efficacy) And monitoring the state of the object to provide information).

본 발명에서 ‘예후(prognosis)’는 질병을 진단하여 판단된 장래의 증세 또는 경과에 대한 전망을 말한다. 암 환자에 있어서 예후는 통상적으로 암 재발 또는 외과적 시술 후 일정기간 내의 전이 여부 또는 생존기간을 뜻한다. 예후의 예측(또는 예후의 진단)은 특히 초기 암 환자의 화학치료 여부를 비롯하여 향후 암 치료의 방향에 대한 단서를 제시하므로 매우 중요한 임상적 과제이다. 예후 예측은 질환 치료제에 대한 환자의 반응, 치료 경과에 대한 예측도 포함된다.In the present invention, 'prognosis' refers to a prospect for future symptoms or progress determined by diagnosing a disease. In cancer patients, the prognosis usually refers to the recurrence of cancer or the metastasis or survival within a certain period after surgical procedure. Prognosis prediction (or diagnosis of prognosis) is a very important clinical task, as it provides clues on the direction of cancer treatment in the future, including chemotherapy in early cancer patients. Prognosis predictions also include patient response to disease treatments and predictions of treatment progress.

본 발명에서 사용되는 용어“증폭”은 핵산 분자를 증폭하는 반응을 의미한다. 다양한 증폭 반응들이 당업계에 보고 되어 있으며, 이는 중합효소 연쇄반응(이하 PCR이라 한다)(미국 특허 제4,683,195, 4,683,202, 및 4,800,159호), 역전사-중합효소 연쇄반응(이하 RT-PCR로 표기한다)(Sambrook 등, Molecular Cloning. A Laboratory Manual, 3rd ed. Cold Spring Harbor Press(2001)), Miller, H. I.(WO 89/06700) 및 Davey, C. 등 (EP 329,822)의 방법, 리가아제 연쇄 반응(ligase chain reaction; LCR)(17, 18), Gap-LCR(WO 90/01069), 복구 연쇄 반응(repair chain reaction; EP 439,182), 전사-중재 증폭(transcription-mediated amplification; TMA)(19) (WO 88/10315), 자가 유지 염기서열 복제(self sustained sequence replication)(20)(WO 90/06995), 타깃 폴리뉴클레오티드 염기서열의 선택적 증폭(selective amplification of target polynucleotide sequences)(미국 특허 제6,410,276호), 컨센서스 서열 프라이밍 중합효소 연쇄 반응(consensus sequence primed polymerase chain reaction; CP-PCR)(미국 특허 제4,437,975호), 임의적 프라이밍 중합효소 연쇄 반응 (arbitrarily primed polymerase chain reaction; AP-PCR)(미국 특허 제5,413,909호 및 제5,861,245호), 핵산 염기서열 기반 증폭(nucleic acid sequence based amplification; NASBA)(미국 특허 제5,130,238호, 제5,409,818호, 제5,554,517호, 및 제6,063,603호), 가닥 치환 증폭(strand displacement amplification) 및 고리-중재 항온성 증폭(loop-mediated isothermal amplification; LAMP)을 포함하나, 이에 한정되지는 않는다.The term "amplification" used in the present invention means a reaction for amplifying a nucleic acid molecule. Various amplification reactions have been reported in the art, which are polymerase chain reactions (hereinafter referred to as PCR) (US Pat. Nos. 4,683,195, 4,683,202, and 4,800,159), reverse transcriptase-polymerase chain reactions (hereinafter referred to as RT-PCR) (Sambrook et al., Molecular Cloning.A Laboratory Manual, 3rd ed.Cold Spring Harbor Press (2001)), Miller, HI (WO 89/06700) and Davey, C. et al. (EP 329,822), ligase chain reaction ( ligase chain reaction (LCR) (17, 18), Gap-LCR (WO 90/01069), repair chain reaction (EP 439,182), transcription-mediated amplification (TMA) (19) ( WO 88/10315), self sustained sequence replication (20) (WO 90/06995), selective amplification of target polynucleotide sequences (US Pat. No. 6,410,276) , Consensus sequence primed polymerase chain reaction; CP-PCR (US Pat. No. 4,437,975), Arbitrarily primed polymerase chain reaction (AP-PCR) (US Pat. Nos. 5,413,909 and 5,861,245), nucleic acid sequence-based amplification (nucleic acid sequence) based amplification (NASBA) (US Pat. Nos. 5,130,238, 5,409,818, 5,554,517, and 6,063,603), strand displacement amplification and loop-mediated isothermal amplification; LAMP).

PCR은 가장 잘 알려진 핵산 증폭 방법으로, 그의 많은 변형과 응용들이 개발되어 있다. 예를 들어, PCR의 특이성 또는 민감성을 증진시키기 위해 전통적인 PCR 절차를 변형시켜 터치다운(touchdown) PCR, 핫 스타트(hotstart) PCR, 네스티드(nested) PCR 및 부스터(booster) PCR이 개발되었다. 또한, 멀티플렉스(multiplex) PCR, 실시간(real-time) PCR, 분별 디스플레이 PCR(differential display PCR, D-PCR), cDNA 말단의 신속 증폭(rapid amplification of cDNA ends, RACE), 인버스 PCR(inverse polymerase chain reaction: IPCR), 벡토레트(vectorette) PCR, 및 TAIL-PCR(thermal asymmetric interlaced PCR)이 특정한 응용을 위해 개발되었다. PCR에 대한 자세한 내용은 McPherson, M.J., 및 Moller, S.G. PCR. BIOS Scientific Publishers, SpringerVerlag New York Berlin Heidelberg, N.Y. (2000)에 기재되어 있으며, 그의 교시사항은 본 명세서에 참조로 삽입된다.PCR is the most well-known nucleic acid amplification method, and many modifications and applications have been developed. For example, touchdown PCR, hotstart PCR, nested PCR and booster PCR have been developed by modifying traditional PCR procedures to enhance the specificity or sensitivity of PCR. In addition, multiplex PCR, real-time PCR, differential display PCR (D-PCR), rapid amplification of cDNA ends, RACE, and inverse polymerase PCR Chain reaction (IPCR), vectorette PCR, and TAIL-PCR (thermal asymmetric interlaced PCR) have been developed for specific applications. For more information on PCR, see McPherson, M.J., and Moller, S.G. PCR. BIOS Scientific Publishers, Springer Verlag New York Berlin Heidelberg, N.Y. (2000), the teachings of which are incorporated herein by reference.

본 발명에서 사용되는 용어, "에멀젼 PCR(emPCR")이란 분석대상이 되는 시료 내의 유전자들의 DNA 라이브러리를 각각의 주형 별로 공간적으로 분리하고 오일 방울(droplet) 내의 에멀젼 상태에서 증폭함으로써 단일 주형에 대한 클로날 증폭(clonal amplification)을 수행하는 기술로서, 오일 내에 한쪽 방향 PCR 프라이머 (정방향 프라이머 또는 역방향 프라이머)가 결합된 비드와 PCR 증폭 시약(DNA 중합 효소, dNTP 등 포함)을 적하시킴으로써 단일 주형을 포획한 하나의 비드와 PCR 증폭 시약이 포함된 에멀젼을 만든 후 PCR 증폭을 수행하는 기술을 의미한다. 이러한 에멀젼 PCR에서는 오일 방울에 포함된 비드 상에 한쪽 방향 프라이머가 결합되어 고정된 상태이기 때문에 증폭 후 비드의 표면에는 단일 주형이 증폭된 상태로 결합하여 존재하게 되고 이러한 비드를 회수하면 추후 수행되는 시퀀싱 작업을 수행할 수 있다.As used in the present invention, the term "emulsion PCR (emPCR"), a DNA library of genes in a sample to be analyzed is spatially separated for each template and amplified in an emulsion state in an oil droplet, thereby cloning for a single template. As a technique to perform clonal amplification, a single template is captured by dropping beads and PCR amplification reagents (including DNA polymerase, dNTP, etc.) combined with one-way PCR primers (forward or reverse primers) in oil. Refers to a technique for performing PCR amplification after making an emulsion containing one bead and a PCR amplification reagent. In this emulsion PCR, since the primer in one direction is bound and fixed on the beads contained in the oil droplets, a single template is present in the amplified state on the surface of the beads after amplification, and subsequent sequencing is performed when the beads are recovered. You can do it.

일 측면에서, 본 발명은 서열번호 1 및 2의 프라이머 세트, 서열번호 3 및 4의 프라이머 세트, 서열번호 5 및 6의 프라이머 세트, 서열번호 7 및 8의 프라이머 세트, 서열번호 9 및 10의 프라이머 세트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 프라이머 세트를 이용한 NGS 분석 방법에 관한 것이다.In one aspect, the invention provides a primer set of SEQ ID NOs: 1 and 2, a primer set of SEQ ID NOs: 3 and 4, a primer set of SEQ ID NOs: 5 and 6, a primer set of SEQ ID NOs: 7 and 8, and a primer of SEQ ID NOS: 9 and 10. It relates to an NGS analysis method using any one or more primer sets selected from the group consisting of sets.

일 구현예에서, 상기 NGS 분석 방법은 암 진단용 NGS 분석 방법일 수 있다.In one embodiment, the NGS analysis method may be an NGS analysis method for cancer diagnosis.

일 구현예에서, 본 발명의 NGS 분석 방법은 BRCA1/2 유전자의 돌연변이 중 단백질 번역 부위 외에 Exon 1을 포함한 5` 프로모터 (5` UTR 또는 5` noncoding) 영역의 CNV(copy number variation 또는 large genomic rearrangement)를 검출할 수 있는 방법이며, 특히, BRCA1/2 유전자의 5′UTR 영역의 이형 결실을 검출할 수 있다.In one embodiment, the NGS analysis method of the present invention is a copy number variation or large genomic rearrangement of a 5` promoter (5` UTR or 5` noncoding) region including Exon 1 in addition to a protein translation site among mutations of the BRCA1 / 2 gene. ), And in particular, heterozygous deletion of the 5′UTR region of the BRCA1 / 2 gene.

일 측면에서, 본 발명은 대상으로부터 분리된 시료 및 본 발명의 프라이머 세트를 이용하여 NGS 분석을 수행하는 것을 포함하는, 암의 진단 또는 예후 진단을 위한 정보 제공 방법에 관한 것이다.In one aspect, the present invention relates to a method for providing information for diagnosis or prognosis of cancer, comprising performing NGS analysis using a sample isolated from a subject and a primer set of the present invention.

일 구현예에서, 상기 프라이머 세트는 서열번호 1 및 2의 프라이머 세트, 서열번호 3 및 4의 프라이머 세트, 서열번호 5 및 6의 프라이머 세트, 서열번호 7 및 8의 프라이머 세트, 서열번호 9 및 10의 프라이머 세트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 프라이머 세트일 수 있다.In one embodiment, the primer set is the primer set of SEQ ID NO: 1 and 2, the primer set of SEQ ID NO: 3 and 4, the primer set of SEQ ID NO: 5 and 6, the primer set of SEQ ID NO: 7 and 8, SEQ ID NO: 9 and 10 It may be any one or more primer sets selected from the group consisting of a primer set of.

일 구현예에서, 상기 암은 유전성 고형암일 수 있으며, 위암, 유방암 또는 난소암일 수 있다. In one embodiment, the cancer may be hereditary solid cancer, gastric cancer, breast cancer or ovarian cancer.

일 구현예에서, 본 발명의 프라이머 세트를 이용하여 NGS 분석을 수행한 결과, BRCA1/2 유전자의 5′UTR 영역의 이형 결실이 검출되면 암에 걸릴 위험이 높은 것으로 판단하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment, as a result of performing NGS analysis using the primer set of the present invention, when a heterozygous deletion of the 5′UTR region of the BRCA1 / 2 gene is detected, the method may further include determining that the risk of cancer is high. Can be.

본 발명에서, 대상으로부터 분리된 시료는 DNA일 수 있으며, DNA는 혈액, 정액, 질 세포, 모발, 타액, 소변, 조직 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되는 시료로부터 분리될 수 있다. 상기 DNA 시료는 당업계에 공지된 통상적인 방법을 통해 수득할 수 있으며, DNA 시료는 단일-소스(single-source) 시료 또는 2 이상 소스의 혼합 시료(mixture)로 구성될 수 있다.In the present invention, the sample isolated from the subject may be DNA, and the DNA may be isolated from a sample selected from the group comprising blood, semen, vaginal cells, hair, saliva, urine, tissue, and mixtures thereof. The DNA sample may be obtained through a conventional method known in the art, and the DNA sample may be composed of a single-source sample or a mixture of two or more sources.

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. The present invention will be described in more detail through the following examples. However, the following examples are only intended to materialize the contents of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

실시예 1. 환자 선발 및 시료 준비Example 1. Patient selection and sample preparation

1-1. 환자 선발 및 기준1-1. Patient selection and criteria

2014년 12월부터 2018년 4월까지 서울 성모 병원에 입원한 말초 혈액 시료를 108명의 유방암 및/또는 난소암 환자와 질병이 없는 한 명의 사람에게서부터 수득하였다. 모든 피험자는 서면 동의서를 제공하였으며, 실험은 헬싱키 선언에 따라 수행되었고 서울 성모 병원의 IRB(Institutional Review Board)/윤리 의원회 (KC17SESI0623)의 승인을 받아 진행되었다. LGR(large genomic rearrangement)에 대한 고-위험 서브그룹이 Kim DH, et al. Identification of large genomic rearrangement of BRCA1/2 in high risk patients in Korea. BMC medical genetics.2017;18:38에 보고한 바와 같이 정의되었다. 고-위험 서브그룹에 대한 개인 병력에 대한 포함 기준은 1) 유방암의 조기 발병 (≤36세에 진단); 2) 두 개의 유방 원발암; 3) 유방 및/또는 상피 난소암에 걸린 ≥1의 가까운 친척 (1촌, 2촌 또는 3촌 포함)이 있는 모든 연령에서 유방암을 진단받은; 4) 모든 연령에서 유방암 및 상피 난소 암 모두를 진단받은; 및 5) 유방암 및/또는 상피 난소암에 걸린 ≥1의 가까운 친척이 있는 상피 난소암 환자이다.Peripheral blood samples admitted to the St. Mary's Hospital in Seoul from December 2014 to April 2018 were obtained from 108 breast cancer and / or ovarian cancer patients and one patient without disease. All subjects provided written informed consent, and the experiment was conducted in accordance with the Helsinki Declaration and was approved with the approval of the Institutional Review Board (IRB) / Ethics Committee (KC17SESI0623) of St. Mary's Hospital in Seoul. The high-risk subgroup for large genomic rearrangement (LGR) is Kim DH, et al. Identification of large genomic rearrangement of BRCA1 / 2 in high risk patients in Korea. It was defined as reported in BMC medical genetics. 2017; 18:38. The inclusion criteria for the individual medical history for the high-risk subgroup are 1) early onset of breast cancer (diagnosed at <36 years); 2) two primary breast cancers; 3) diagnosed with breast cancer at any age with close relatives (including 1st, 2nd or 3rd) of ≥1 with breast and / or epithelial ovarian cancer; 4) diagnosed with both breast cancer and epithelial ovarian cancer at all ages; And 5) patients with epithelial ovarian cancer with a close relative of> 1 with breast cancer and / or epithelial ovarian cancer.

1-2. DNA 분리1-2. DNA isolation

유전체 DNA는 컬럼-기반 DNA 분리 기술 (QIAamp DNA Blood mini kit, QIAGEN, Hilden,Germany)을 이용하여 말초 혈액 세포에서 추출되었다. DNA 농도는 Qubit dsDNA HS assay kit와 조합된 Qubit fluorometer (Life Technologies, San Francisco, CA, USA)로 측정되었으며, DNA 품질은 아가로스 젤 전기영동으로 확인하였다.Genomic DNA was extracted from peripheral blood cells using a column-based DNA isolation technique (QIAamp DNA Blood mini kit, QIAGEN, Hilden, Germany). DNA concentration was measured with a Qubit fluorometer (Life Technologies, San Francisco, CA, USA) combined with the Qubit dsDNA HS assay kit, and DNA quality was confirmed by agarose gel electrophoresis.

실시예 2. NGS 시퀀싱 비교Example 2. NGS sequencing comparison

2-1. 두 가지의 NGS 분석 플랫폼 수행 및 비교2-1. Perform and compare two NGS analysis platforms

2-1-1. Illumina NGS 분석2-1-1. Illumina NGS analysis

표적화된 차세대 시퀀싱 분석을 위해, BRCA1/2 유전자에 특이적인 올리고-프로브 및 BRCA1/2 유전자 맞춤형 표적 농축 라이브러리가 Illumina Design Studio (Illumina, San Diego, CA, USA)를 이용하여 설계되었다. 표적 영역은 모든 코딩 엑손 및 엑손-인트론 접합부의 상류 및 하류 20 뉴클레오타이드를 포획함으로써 설계되었다. 최종 설계는 210- 280 bp 길이 범위의 150개의 앰플리콘(amplicon) 및 7.6 kb의 누적되는 표적 영역으로 이루어진다. 앰플리콘 서열 라이브러리는 TruSeq Amplicon protocol (Illumina Inc, San Diego, CA, USA)에 따라 시료 당 150 내지 250 ng의 DNA로부터 제작되었다. 풀링된 라이브러리는 마이크로 로우 셀(micro low cell)에서 MiSeq instrument (Illumina Inc, San Diego, CA, USA) 상의 V2 화학으로 paired-end (2×150) 시퀀싱되었다. 시퀀싱 품질 관리 및 일차 분석은 Illumina Real Time Analysis Software (RTA)를 이용하여 수행되었다. FASTQ 파일의 역다중화 및 생성 후에, 기준 게놈에 서열 정렬 및 서열 품질 필터링(sequence quality filtering)이 MiSeq Reporter v2.3 소프트웨어로 수행되었다. 변이 검출(Variant calling)이 범위 (표적화된 변이체가 시퀀싱 동안 읽힌 횟수) 및 품질 점수 (Q-score; 잘못된 기본 검출의 예상된 확률)를 평가함으로써 VCF(variant call format) 출력 파일 상에서 수행되었다. 특히, 다음의 품질 관리 기준에 따라 SNVs(non-synonymous exonic single-nucleotide variants)만을 필터링하였다: (1) 최소 50×의 범위; (2) Q-점수≥30 (1/1000의 기본 검출 오류 비율); 및 (3) 변이를 나타내는 판독의 최소 40% (변이 빈도, VF). MiSeq Reporter v2.3 소프트웨어로 생성된 VCF 파일을 Illmina VariantStudio ver 2.2 (Illumina Inc, San Diego, CA, USA)를 이용하여 추가로 필터링하고 주석을 달았다. 앰플리콘을 입증하기 위한 최소 판독 심도는 각 뉴클레오타이드에 대해 40으로 설정되었고, 돌연변이된 판독의 최소 퍼센트는 기본적으로 20%로 설정되었다. 얻은 서열을 MiSeq Reporter 소프트웨어 (Illumina, USA)를 이용한 인간 기준 서열 hg19/GRCh37을 이용하여 Genome Analysis Toolkit (GATK)으로 정렬하였다. 변이체를 HGMD(Human Gene Mutation Database), UMD(Universal Mutation Database) BRCA 데이터베이스, BIC(Breast International Consortium) 데이터베이스, 또는 LOVD (Leiden Open Variation Database)에 따라 분류하였다. 또한, NGS 데이터의 CNV 분석을 NextGENe version 2.4.2.1 (Softgenetics, PA, USA)의 범위-기반 알고리즘 도구를 이용하여 시료 및 대조군 대상에서 영역 범위를 비교함으로써 수행하였다. For targeted next-generation sequencing analysis, oligo-probes specific to the BRCA1 / 2 gene and BRCA1 / 2 gene tailored target enrichment libraries were designed using Illumina Design Studio (Illumina, San Diego, CA, USA). The target region was designed by capturing upstream and downstream 20 nucleotides of all coding exons and exon-intron junctions. The final design consisted of 150 amplicons ranging from 210-280 bp in length and a cumulative target area of 7.6 kb. The amplicon sequence library was constructed from 150 to 250 ng of DNA per sample according to the TruSeq Amplicon protocol (Illumina Inc, San Diego, CA, USA). The pooled library was sequenced paired-end (2 × 150) with V2 chemistry on a MiSeq instrument (Illumina Inc, San Diego, CA, USA) in a micro low cell. Sequencing quality control and primary analysis were performed using Illumina Real Time Analysis Software (RTA). After demultiplexing and generation of FASTQ files, sequence alignment and sequence quality filtering to the reference genome were performed with MiSeq Reporter v2.3 software. Variant calling was performed on the VCF (variant call format) output file by evaluating the range (number of times the targeted variant was read during sequencing) and quality score (Q-score; expected probability of false basic detection). In particular, only non-synonymous exonic single-nucleotide variants (SNVs) were filtered according to the following quality control criteria: (1) a range of at least 50 ×; (2) Q-score≥30 (basic detection error rate of 1/1000); And (3) at least 40% of reads indicating variation (variation frequency, VF). VCF files created with MiSeq Reporter v2.3 software were further filtered and annotated using Illmina VariantStudio ver 2.2 (Illumina Inc, San Diego, CA, USA). The minimum reading depth to demonstrate the amplicon was set to 40 for each nucleotide, and the minimum percentage of mutated readings was set to 20% by default. The obtained sequence was aligned with Genome Analysis Toolkit (GATK) using the human reference sequence hg19 / GRCh37 using MiSeq Reporter software (Illumina, USA). Variants were classified according to Human Gene Mutation Database (HGMD), Universal Mutation Database (UMD) BRCA database, Breast International Consortium (BIC) database, or Leiden Open Variation Database (LOVD). In addition, CNV analysis of NGS data was performed by comparing region ranges in sample and control subjects using a range-based algorithm tool from NextGENe version 2.4.2.1 (Softgenetics, PA, USA).

또한, NGS 방법과의 비교 분석을 위해 Sanger 시퀀싱을 수행하였다. 구체적으로, 68쌍의 PCR 프라이머를 이용하여 DNA 시료를 PCR로 증폭하였다. 각 프라이머 쌍은 스플라이스 위치를 포함하는 액손 및 인접한 인트론 서열을 증폭하도록 설계되었다. PCR 산물을 ExoSap (USB, Cleveland, Ohio, USA)로 정제하고, PCR에 사용된 동일한 프라이머들을 이용하여 BigDye Terminator v3.1로 시퀀싱을 수행하였다. PCR 앰플리콘을 Big Dye terminator v 3.1 cycle Sequencing kit (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)를 이용하여 ABI PRISM 3100 Genetic Analyzer (Applied Biosystems)로 양방향 시퀀싱하였다. 시퀀싱 결과를 BRCA1 (NM_007294.3) 및 BRCA2 (NM_000059.3) 참조 서열과 비교하였으며 크로마토그램이 Sequencher software version 5.0 (Gene Codes, Ann Arbor, MI, USA)로 분석되었다. 변이를 분류하기 위해, American College of Medical Genetics and Genomics for the interpretation of sequence variants [Richards S_Genet Med. 2015]의 표준 및 가이드라인을 따랐으며, 모든 변이는 5가지 병원성 그룹 (class 1: benign; class 2: likely benign; class 3: uncertain significance (VUS); class 4: likely pathogenic; 및 class 5; pathogenic)으로 점수 매겨지고 분류되었다. 신규한 변이를 확인하기 위해, 1244개의 대립 유전자를 포함하는 민족 특이적 한국 게놈데이터베이스: KRGDB(Korean Reference Genome Database; http://152.99.75.168/KRGDB/)를 포함하는 공공 데이터 (HGMD, ExAC, 1000genomes, dbSNP)뿐만 아니라 LOVD(locus-specific databases)도 검색하였다. 치환이 잠재적으로 병원성이 될 수 있는지를 평가 하기 위해, 미스센스 변이의 In silico 분석을 Polyphen-2 (http://genetics. bwh.harvard.edu/pph2/), Sorting Intolerant From Tolerant (SIFT; which predicts whether protein substitutions are tolerated, http://sift. jcvi.org/), MutationTaster2 (http://www.mutationtaster.org) 및 Align-GVGD (agvgd.iarc.fr)를 이용하여 수행되었다. 또한, Alamut software version 2.9 rev.0 (Interactive Biosoftware, Rouen, France)를 이용하여 미스센스 돌연변이에 영향을 받는 아미노산들을 종 유래 오쏠로그(ortholog)와 정렬하여 보존을 확인하였다.In addition, Sanger sequencing was performed for comparative analysis with the NGS method. Specifically, a DNA sample was amplified by PCR using 68 pairs of PCR primers. Each primer pair was designed to amplify axons and adjacent intron sequences containing splice positions. The PCR product was purified with ExoSap (USB, Cleveland, Ohio, USA), and sequencing was performed with BigDye Terminator v3.1 using the same primers used for PCR. PCR amplicons were bidirectionally sequenced with ABI PRISM 3100 Genetic Analyzer (Applied Biosystems) using Big Dye terminator v 3.1 cycle Sequencing kit (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). Sequencing results were compared to BRCA1 (NM_007294.3) and BRCA2 (NM_000059.3) reference sequences and chromatograms were analyzed with Sequencher software version 5.0 (Gene Codes, Ann Arbor, MI, USA). To classify variations, American College of Medical Genetics and Genomics for the interpretation of sequence variants [Richards S_Genet Med. 2015], and all mutations were in five pathogenic groups (class 1: benign; class 2: likely benign; class 3: uncertain significance (VUS); class 4: likely pathogenic; and class 5; pathogenic ). To identify new mutations, ethnic-specific Korean genome databases containing 1244 alleles: Public data (HGMD, ExAC, including KRGDB (Korean Reference Genome Database; http://152.99.75.168/KRGDB/ ) 1000genomes, dbSNP) as well as LOVD (locus-specific databases) were searched. To assess whether substitution could potentially be pathogenic, In silico analysis of missense mutations was performed using Polyphen-2 (http: // genetics. Bwh.harvard.edu/pph2/), Sorting Intolerant From Tolerant (SIFT; which predicts whether protein substitutions are tolerated, http://sift.jcvi.org/), MutationTaster2 ( http://www.mutationtaster.org ) and Align-GVGD (agvgd.iarc.fr). In addition, by using Alamut software version 2.9 rev. 0 (Interactive Biosoftware, Rouen, France), amino acids affected by missense mutations were aligned with species-derived orthologs to confirm conservation.

그 결과, Paired-end NGS로 평균 4,385,195의 판독 결과를 생성하였고, 이 중 97%인 4,259,518 개를 인간 유전자 (버전 GRCh37)에 대해 매핑하였다. 환자 당 표적 영역의 평균 범위는 13,538였으며 (165 내지 138,617), 유전자 당 뉴클레오타이드의 평균 범위는 BRCA1 및 BRCA2에 대해 각각 7988 (476 내지 18,076) 및 36,313 (1,697 내지 138,617)로 나타났다. 또한, 총 32가지의 병원성 돌연변이가 45명의 환자에게서 검출되었다 (표 1). 23 가지의 BRCA1 돌연변이가 29명의 환자에게서 검출되었고 9 가지의 BRCA2 돌연변이가 16명의 환자에게서 검출되었다. 구체적으로, 가장 빈도가 높은 BRCA1 유전자 돌연변이는 5명의 환자에게서 검출된 c.5496_5506delGGTGACCCGAGinsA였고, 뒤이어 c.390C>A 및 c.5445G>A (p.Trp1815*)가 각각 2 명의 환자에게서 검출되었다. 다른 17가지 돌연변이가 각각 한 명의 환자에게서 검출되었다. 프레임쉬프트 돌연변이 c.2345delG가 신규했다. 또한, 가장 빈도가 높은 BRCA2 돌연변이는 5명의 환자에게서 검출된 c.7480C>T였으며, 뒤이어 c.1399A>T가 세 명의 환자에게서 검출되었다. c.3744_3747delTGAG 돌연변이가 두 명의 환자에게서 검출되었고 다른 돌연변이들은 각각 한 명의 환자에게서 검출되었다. 프레임쉬프트 돌연변이 (c.2345delG; p.Ser782Ilefs*10) 신규하였다. BRCA2 돌연변이는 c.7480C>T (p.Arg2494*)가 5명의 환자에게서 확인되었고, c.1399A>T (p.Lys467*)가 3명의 환자에게서 검출되었다. c.3744_3747delTGAG (p.Ser1248Argfs*10) 돌연변이가 2명의 환자에게서 검출되었으며, 모든 다른 돌연변이들이 각각 한명의 환자에게서 검출되었다. 프레임쉬프트 돌연변이 c.3445_3446dupAT; p.Met1149Ilefs*2가 신규하였다.As a result, an average of 4,385,195 readings were generated by paired-end NGS, of which 4,259,518 of 97% were mapped to the human gene (version GRCh37). The average range of target regions per patient was 13,538 (165 to 138,617), and the average range of nucleotides per gene was 7988 (476 to 18,076) and 36,313 (1,697 to 138,617) for BRCA1 and BRCA2, respectively. In addition, a total of 32 pathogenic mutations were detected in 45 patients (Table 1). 23 BRCA1 mutations were detected in 29 patients and 9 BRCA2 mutations were detected in 16 patients. Specifically, the most frequent BRCA1 gene mutation was c.5496_5506delGGTGACCCGAGinsA detected in 5 patients, followed by c.390C> A and c.5445G> A (p.Trp1815 *), respectively, in 2 patients. 17 different mutations were detected in one patient each. The frameshift mutation c.2345delG was new. In addition, the most frequent BRCA2 mutation was c.7480C> T detected in 5 patients, followed by c.1399A> T in 3 patients. c.3744_3747delTGAG mutation was detected in two patients and the other mutations were detected in one patient each. Frameshift mutation (c.2345delG; p.Ser782Ilefs * 10) was novel. As for the BRCA2 mutation, c.7480C> T (p.Arg2494 *) was confirmed in 5 patients, and c.1399A> T (p.Lys467 *) was detected in 3 patients. c.3744_3747delTGAG (p.Ser1248Argfs * 10) mutations were detected in 2 patients and all other mutations were detected in one patient each. Frameshift mutation c.3445_3446dupAT; p.Met1149Ilefs * 2 is new.

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또한, 총 9 가지의 VUS가 11명의 환자에게서 검출되었다 (표 2). 구체적으로, Sanger 방법 및 NGS 방법 모두에서, BRCA1 유전자의 변이, 즉, 스플라이싱 위치 결실 변이 c.547+14delG, 세 개의 미스센스 변이 (c.3448C>T (p.Pro1150Ser), c.4729T>C (p.Ser1577Pro) 및 c. c.5339T>C (p.Leu1780Pro))가 검출되었다. 또한, BRCA2 유전자에서 스플라이싱 위치 미스센스 변이 c.426-92A>G 및 4 가지의 미스센스 변이 (c.623T>G (p.Val208Gly), c.5969A>C (p.Asp1990Ala), c.7691C>G (p.Thr2564Ser), and c.8092G>A (p.Ala2698Thr))가 검출되었다.In addition, a total of 9 VUSs were detected in 11 patients (Table 2). Specifically, in both Sanger method and NGS method, mutation of BRCA1 gene, i.e., splicing position deletion mutation c.547 + 14delG, three missense mutations (c.3448C> T (p.Pro1150Ser), c.4729T > C (p.Ser1577Pro) and cc5339T> C (p.Leu1780Pro)) were detected. In addition, splicing position missense mutations in the BRCA2 gene c.426-92A> G and 4 missense mutations (c.623T> G (p.Val208Gly), c.5969A> C (p.Asp1990Ala), c .7691C> G (p.Thr2564Ser), and c.8092G> A (p.Ala2698Thr)) were detected.

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2-1-2. Ion torrent NGS 분석2-1-2. Ion torrent NGS analysis

또 다른 표적 NGS 분석을 위해, 265개의 프라이머 쌍의 풀로 이루어진 Oncomine™BRCA Research Assay (Life Technologies, Tokyo, Japan)가 사용되었다. 라이브러리의 증폭이 Ion AmpliSeq IC 200 Kit (Thermo Fisher Scientifc)를 이용한 에멀젼 PCR에 의해 수행되었다. 제작된 라이브러리를 Ion 520 Chip및 520 kit-Chef Kit (Thermo Fisher Scientifc)를 이용한 Ion S5 XL Sequencer에서 시퀀싱하였다. Torrent Suite software version 5.6을 바코드 판독을 역다중화하고 칩 로딩 효율, 범위 분석, 촐 판독 수 및 품질을 포함하는 실행 메트릭스를 생성하는데 이용하였다 (표 1).For another target NGS analysis, an Oncomine ™ BRCA Research Assay (Life Technologies, Tokyo, Japan) consisting of a pool of 265 primer pairs was used. Amplification of the library was performed by emulsion PCR using the Ion AmpliSeq IC 200 Kit (Thermo Fisher Scientifc). The prepared library was sequenced in Ion S5 XL Sequencer using Ion 520 Chip and 520 kit-Chef Kit (Thermo Fisher Scientifc). Torrent Suite software version 5.6 was used to demultiplex barcode readings and generate performance metrics including chip loading efficiency, range analysis, count readings and quality (Table 1).

2-1-3. 큰 유전자 재배열 (Large gene rearrangements, LGRs)에 대한 NGS 및 MLPA 분석 결과 비교2-1-3. Comparison of NGS and MLPA analysis results for large gene rearrangements (LGRs)

Sanger 시퀀싱 결과가 음성이고 LGR 고-위험 서브그룹에 속하는 유방암 및/또는 난소암 환자의 게놈 DNA로 MLPA 분석을 수행하였다. 이 중 한 사례로서, 49세에 난소암으로 진단받은 환자의 유전자 검사 및 상담을 수행하였다. 환자는 30세에 왼쪽에 유방암 진단을 받아 액와 림프절 절제술로 종양 절제술을 받았다. 유방암의 특성은: 침윤성 도관 암종, 에스트로겐 수용체, 프로게스테론 수용체 및 HER2(human epidermal growth factor receptor) 음성, 및 T1N0M0 단계 IA이다. 12년 후에, 상기 환자는 왼쪽에 처음 유방암과 동일한 병리학적 특성을 가진 유방암이 재발하였으며, 액와 림프절 절제술 및 AC (doxorubicin hydrochloride and cyclophosphamide)에 뒤이어 탁소텔(도세탁셀) 항암 요법을 받았다. 상기 환자에서 BRCA1 및 BRCA2 유전자를 전체 시퀀싱한 결과, BRCA 돌연변이가 음성으로 나왔다. 상기 환자가 LGR 고 위험 그룹에 속하기 때문에, MLPA 분석 (MLPA®probemix P002-D1 BRCA1)을 수행하였다. 구체적으로, MLPA 프로브 믹스 P002 및 P045를 각각 BRCA1 및 BRCA2에서 LGR을 스크리닝하는데 사용하였고, P087 및 P077를 확인에 사용하였다 (MRC-Holland, Amsterdam, Netherlands). MLPA 데이터를 Genemarker v1.91 (Softgenetics, State College, PA)로 분석하였다. 피크의 높이는 정규화되었고 결실 및 중복을 제조사 (Kim et al. BMC Medical Genetics (2017) 18:38)의 권고와 같이 정의하였다. 그 결과, A 프로브 (투여량: 0.629) 상류의 이형 결실이 의심되었으며, 이에, MLPA 분석 (MLPA®probemix P087 BRCA1)을 수행한 결과, 세 프로브가 이형 결실 (BRCA1 상류 프로브 하나 및 BRCA1 ex01a 프로브 두 개)을 나타냈다 (도 2A). 또한, 상기 환자의 가족력에서, 첫째 여자 형제가 위암으로 56세에 위절제술을 받았으며, 둘째 및 셋째 여자 형제는 암에 걸린 적이 없었다. 이에, 상기 환자의 세 여자 형제들의 BRCA1 MLPA 분석을 수행하였다. 그 결과, 동일한 BRCA1 프로모터 영역 결실이 위암에 걸렸던 여자 형제로부터 검출되었고, 다른 두 여자 형제는 정상 BRCA1 MLPA 결과를 나타냈다. 이에, BRCA1 cDNA 및 유전체 DNA (gDNA) 시퀀싱을 수행하여 BRCA1 프로모터 영역 결실을 가지는 대립유전자의 소실을 확인하였다. 그 결과, 상기 환자 및 그녀의 첫째 여자 형제는 BRCA1 유전체 DNA (gDNA)에서 c.114G>A 이형 변이를 가졌다. 또한, BRCA1 상보적 DNA (cDNA) 서열 분석을 수행한 결과, c.114G>A 변이가 관찰되지 않았다 (도 2B 및 C). 아울러, BRCA1 mRNA 수준을 확인하기 위해, High Pure RNA isolation kit (Roche Diagnostics, Mannheim, Germany)를 이용하여 총 RNA를 추출하였다. Transcriptor First Strand. cDNA Synthesis (Roche Diagnostics, Mannheim, Germany)를 이용하여 총 RNA (1 ug)로 cDNA를 합성한 뒤, BRCA1 발현 분석을 위해, BRCA1 The TaqMan®Gene Expression Assays Kit (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)를 조합된 역전사 실시간 PCR에 사용하였으며, ABI 7500 Fast Real-Time PCR System (Applied Biosystems)을 mRNA 수준을 정량하는데 사용하였다. 내인성 하우스키핑 유전자 GAPDH (Assay ID: Hs01556193_m1) 및 시험 유전자 BRCA1 (Assay ID : Hs99999905_ml)에 대한 프로브를 사용하였다. 반응을 위해, 19,5 μL의 물, 25 μL의 TaqMan Fast Advanced 2X Master Mix (Applied Biosystems), 프라이머 및 각 유전자에 특이적인 프로브를 포함하는 2.5 μL TaqMan Gene Expression Assay 20X (Applied Biosystems) 및 3 μL의 각 cDNA 시료를 포함하도록 총 50 uL의 반응물을 제조하였다. 50℃에서 2분, 95℃에서 10분, 95℃에서 15초, 60℃에서 60초의 프로토콜을 40사이클 수행하여 PCR을 수행하였다. 모든 시료를 이중으로 분석하였으며 각 시료에 대한 복제 수행의 평균 Ct 값을 계산에 사용하였다. Ct 값을 내인성 대조군 유전자에 정규화하고 평균 BRCA1 Ct 값에서 평균 GAPDH을 빼서 상응하는 △Ct 값을 얻었다. 상응하는 △△Ct 값은 mRNA 시료의 △Ct를 정상 지원자의 mRNA의 △Ct에서 빼서 얻었다. BRCA1 mRNA 발현에서 상대적인 정량화는 2-△△로 제시된다. 그 결과, 환자와 그녀의 첫째 여자 형제의 BRCA1 mRNA의 정규화된 수준 (각각, 0.78 및 0.52)은 둘째 및 셋째 여자 형제 및 건강한 대조군 (각각, 1.00, 1.03, 및 1.31)보다 낮게 나타났다 (도 2D). 상기 환자의 유전체 DNA를 MLPA 분석한 결과, 6개의 BRCA1 및 하나의 BRCA2 큰 액손 재배열을 나타냈다 (표 3). 그러나, 상기 두 가지 NGS 분석 (Illumina 및 Ion torrent 플랫폼)시, 7개의 LGR 중 6개가 식별되었으나, MLPA 분석에서 식별된 BRCA1의 5′UTR 영역 결실은 두 가지 NGS 분석 (Illumina 및 Ion torrent 플랫폼) 모두에서 검출되지 않았다 (표 4). MLPA analysis was performed with genomic DNA of breast and / or ovarian cancer patients with negative Sanger sequencing results and belonging to the LGR high-risk subgroup. As one of these cases, genetic testing and counseling were performed for patients diagnosed with ovarian cancer at age 49. The patient was diagnosed with breast cancer on the left side at the age of 30 and underwent tumor resection for axillary lymph node resection. The characteristics of breast cancer are: invasive duct carcinoma, estrogen receptor, progesterone receptor and human epidermal growth factor receptor (HER2) negative, and T1N0M0 stage IA. Twelve years later, the patient recurred breast cancer with the same pathological characteristics as the first breast cancer on the left, followed by axillary lymph node dissection and AC (doxorubicin hydrochloride and cyclophosphamide) followed by Taxotel (docetaxel) chemotherapy. As a result of sequencing the BRCA1 and BRCA2 genes in the patient, the BRCA mutation was negative. Because the patient belongs to the LGR high risk group, MLPA analysis (MLPA®probemix P002-D1 BRCA1) was performed. Specifically, MLPA probe mixes P002 and P045 were used to screen LGR in BRCA1 and BRCA2, respectively, and P087 and P077 were used for identification (MRC-Holland, Amsterdam, Netherlands). MLPA data were analyzed with Genemarker v1.91 (Softgenetics, State College, PA). Peak heights were normalized and deletions and overlaps were defined as recommended by the manufacturer (Kim et al. BMC Medical Genetics (2017) 18:38). As a result, heterozygous deletion upstream of the A probe (dose: 0.629) was suspected, and as a result of performing MLPA analysis (MLPA®probemix P087 BRCA1), three probes were heterozygous (one BRCA1 upstream probe and two BRCA1 ex01a probes). Dogs) (Fig. 2A). In addition, in the family history of the patient, the first sister received gastrectomy at the age of 56 for stomach cancer, and the second and third sisters never had cancer. Therefore, BRCA1 MLPA analysis of the three sisters of the patient was performed. As a result, the same BRCA1 promoter region deletion was detected from a sister who had stomach cancer, and the other two sisters showed normal BRCA1 MLPA results. Thus, sequencing of BRCA1 cDNA and genomic DNA (gDNA) was performed to confirm the disappearance of alleles having a BRCA1 promoter region deletion. As a result, the patient and her first sister had a c.114G> A heterologous mutation in BRCA1 genomic DNA (gDNA). In addition, as a result of performing BRCA1 complementary DNA (cDNA) sequencing, c.114G> A mutation was not observed (FIGS. 2B and C). In addition, in order to check the BRCA1 mRNA level, total RNA was extracted using a High Pure RNA isolation kit (Roche Diagnostics, Mannheim, Germany). Transcriptor First Strand. After synthesizing cDNA with total RNA (1 ug) using cDNA Synthesis (Roche Diagnostics, Mannheim, Germany), for BRCA1 expression analysis, BRCA1 The TaqMan®Gene Expression Assays Kit (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA ) Was used for combined reverse transcription real-time PCR, and ABI 7500 Fast Real-Time PCR System (Applied Biosystems) was used to quantify mRNA levels. Probes for the endogenous housekeeping gene GAPDH (Assay ID: Hs01556193_m1) and the test gene BRCA1 (Assay ID: Hs99999905_ml) were used. For reaction, 2.5 μL TaqMan Gene Expression Assay 20X (Applied Biosystems) and 3 μL with 19,5 μL water, 25 μL TaqMan Fast Advanced 2X Master Mix (Applied Biosystems), primers and probes specific to each gene A total of 50 uL of reactants were prepared to contain each cDNA sample. PCR was performed by performing 40 cycles of the protocol at 50 ° C for 2 minutes, 95 ° C for 10 minutes, 95 ° C for 15 seconds, and 60 ° C for 60 seconds. All samples were analyzed in duplicate and the average Ct value of the replicate performance for each sample was used for calculation. The Ct value was normalized to the endogenous control gene, and the average GAPDH was subtracted from the average BRCA1 Ct value to obtain a corresponding ΔCt value. The corresponding ΔΔCt value was obtained by subtracting ΔCt from the mRNA sample from ΔCt from the mRNA of the normal volunteer. Relative quantification in BRCA1 mRNA expression is presented as 2-ΔΔ. As a result, normalized levels of BRCA1 mRNA (0.78 and 0.52, respectively) of the patient and her first sister were lower than those of the second and third sister and healthy controls (1.00, 1.03, and 1.31, respectively) (Figure 2D). . MLPA analysis of the patient's genomic DNA revealed six BRCA1 and one BRCA2 large axon rearrangements (Table 3). However, in the above two NGS analyzes (Illumina and Ion torrent platforms), 6 of 7 LGRs were identified, but the 5′UTR region deletion of BRCA1 identified in the MLPA analysis was both of the two NGS analyzes (Illumina and Ion torrent platforms). Was not detected in (Table 4).

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이에, BRCA1의 6개의 LGR 및 BRCA2의 1개의 LGR 모두를 검출할 수 있는 새로운 NGS 플랫폼을 구상하였다 (도 1 및 표 5).Accordingly, a new NGS platform was devised to detect all six LGRs of BRCA1 and one LGR of BRCA2 (FIG. 1 and Table 5).

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2-2. 새로운 NGS 분석을 이용한 LGR 검출 확인2-2. Confirm LGR detection using new NGS analysis

상기 실시예에서 MLPA로는 검출되나 종래의 두 가지 NGS 분석 방법으로는 검출하지 못한 BRCA1의 5′UTR 영역 결실을 본 발명의 새로운 NGS 분석 방법으로 확인하였다. 구체적으로, NGS 라이브러리 준비 및 시퀀싱-151개의 프라이머 쌍의 두 개의 풀로 이루어진 BRCAaccuTest(NGeneBio Co., Ltd)를 BRCA1 (NM_007294.3) 및 BRCA2 (NM_000059.3) 유전자의 NGS 라이브러리를 생성하는데 도입하였다. 간략하게, BRCA1 및 BRCA2 유전자의 표적 영역을 시료 DNA 10 ng을 PCR로 증폭하였다. 또한, 앰플리콘 (BRCA1 유전자의 프로모터, 5’UTR(exon1), intron1 영역의 CNV를 분석하기 위한 5개 앰플리콘)을 어댑터로 라이게이션하고 라이브러리를 최종 단계에서 증폭하였다. 증폭된 라이브러리의 정량 및 정성 평가는 각각 Qubit 3.0 Fluorometer (Thermo Fisher Scientific) 및 Tapestation 2200 (Agilent Technologies)로 확인하였다. 그 후, 최종 라이브러리를 4 nM 농도에 표준화하고 시퀀싱을 위해 MiSeq Reagent Nano Kit V2 (300 cycles)를 가진 Illumina MiSeqDx (Illumina)를 이용하여 준비하였다. 서열 판독 결과가 FASTQ 파일로 생성되었으며 NGeneAnalySys 소프트웨어에 업로드되었다. NGeneAnalySys의 파이프라인 워크 플로우는: 데이터 QC (품질 관리), 어댑터 트리밍, 정렬, 변이 검출 및 주석이다. 간략하게 생성된 서열 판독 결과는 BWA-MEM 알고리즘을 이용하여 인간 hg19 참조 게놈에 정렬되었다. SNV(single nucleotide variants) 및 indel(short insertions/deletions)을 포함하는 유전적 변이가 GATK (v2.3) 및 FreeBayes (v0.9.10) 방법으로 확인되었다. BRCA1/2 유전자의 큰 유전자 재배열을 검출하기 위해, 총 앰플리콘의 각 시료에서의 비율이 정규화된 앰플리콘 범위(normalized amplicon coverage)에 기반하여 계산되었다. 앰플리콘 특이적인 컷오프 값이 동일한 실행 내의 다른 시료로부터 유래한 앰플리콘 특이적 비율 범위에 기반하여 정의되었다.In the above example, deletion of the 5′UTR region of BRCA1 detected by MLPA but not by two conventional NGS analysis methods was confirmed by the new NGS analysis method of the present invention. Specifically, NGS library preparation and sequencing-BRCAaccuTest (NGeneBio Co., Ltd), consisting of two pools of 151 primer pairs, was introduced to generate NGS libraries of BRCA1 (NM_007294.3) and BRCA2 (NM_000059.3) genes. Briefly, 10 ng of sample DNA was amplified by PCR for the target regions of the BRCA1 and BRCA2 genes. In addition, amplicons (promoter of BRCA1 gene, 5'UTR (exon1), 5 amplicons for analyzing CNV of intron1 region) were ligated with an adapter and the library was amplified in the final step. Quantitative and qualitative evaluation of the amplified library was confirmed by Qubit 3.0 Fluorometer (Thermo Fisher Scientific) and Tapestation 2200 (Agilent Technologies), respectively. Thereafter, the final library was normalized to 4 nM concentration and prepared for sequencing using Illumina MiSeqDx (Illumina) with MiSeq Reagent Nano Kit V2 (300 cycles). Sequence read results were generated as FASTQ files and uploaded to the NGeneAnalySys software. NGeneAnalySys' pipeline workflow is: data QC (quality control), adapter trimming, sorting, anomaly detection and annotation. Briefly generated sequence read results were aligned to the human hg19 reference genome using the BWA-MEM algorithm. Genetic variations including single nucleotide variants (SNV) and indels (short insertions / deletions) were confirmed by the GATK (v2.3) and FreeBayes (v0.9.10) methods. To detect large gene rearrangements of the BRCA1 / 2 gene, the ratio in each sample of total amplicon was calculated based on the normalized amplicon coverage. Amplicon specific cutoff values were defined based on amplicon specific ratio ranges from different samples within the same run.

그 결과, MLPA 결과와 일치하게 BRCA1의 5′UTR 결실을 포함한 나머지 CNV들을 검출할 수 있음을 확인하였다 (도 3).As a result, it was confirmed that the remaining CNVs including the 5′UTR deletion of BRCA1 can be detected in accordance with the MLPA results (FIG. 3).

<110> THE CATHOLIC UNIVERSITY OF KOREA INDUSTRY-ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION <120> NGS METHOD FOR THE DIAGNOSIS OF CANCER <130> 520180255 <160> 10 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-1 forward primer <400> 1 gtcccatcct ctcatacata ccag 24 <210> 2 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-1 reverse primer <400> 2 acgtcggctg gtcatgaggt caggagt 27 <210> 3 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-2 forward primer <400> 3 ctttcccggg actctactac ctttac 26 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-2 reverse primer <400> 4 accttgattt cgtattctga gaggct 26 <210> 5 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-3 forward primer <400> 5 tacgaaatca aggtacaatc agagga 26 <210> 6 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-3 reverse primer <400> 6 ataggtagcg attctgacct tcgtac 26 <210> 7 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-4 forward primer <400> 7 ggcaagtagt cttgtaaggt cagtgg 26 <210> 8 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-4 reverse primer <400> 8 aagaagattg gctcttacca cttgtc 26 <210> 9 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-5 forward primer <400> 9 catgtctgcg cactcgtagt tc 22 <210> 10 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-5 reverse primer <400> 10 gacaaagaca gtaactagtc ccgt 24 <110> THE CATHOLIC UNIVERSITY OF KOREA INDUSTRY-ACADEMIC COOPERATION FOUNDATION <120> NGS METHOD FOR THE DIAGNOSIS OF CANCER <130> 520180255 <160> 10 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-1 forward primer <400> 1 gtcccatcct ctcatacata ccag 24 <210> 2 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-1 reverse primer <400> 2 acgtcggctg gtcatgaggt caggagt 27 <210> 3 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-2 forward primer <400> 3 ctttcccggg actctactac ctttac 26 <210> 4 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-2 reverse primer <400> 4 accttgattt cgtattctga gaggct 26 <210> 5 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-3 forward primer <400> 5 tacgaaatca aggtacaatc agagga 26 <210> 6 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-3 reverse primer <400> 6 ataggtagcg attctgacct tcgtac 26 <210> 7 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-4 forward primer <400> 7 ggcaagtagt cttgtaaggt cagtgg 26 <210> 8 <211> 26 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-4 reverse primer <400> 8 aagaagattg gctcttacca cttgtc 26 <210> 9 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-5 forward primer <400> 9 catgtctgcg cactcgtagt tc 22 <210> 10 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Amp-5 reverse primer <400> 10 gacaaagaca gtaactagtc ccgt 24

Claims (12)

서열번호 1 및 2의 프라이머 세트, 서열번호 3 및 4의 프라이머 세트, 서열번호 5 및 6의 프라이머 세트, 서열번호 7 및 8의 프라이머 세트, 서열번호 9 및 10의 프라이머 세트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 프라이머 세트를 포함하는, 암의 진단을 위한 NGS(next generation sequencing) 분석용 프라이머 세트.Primer set of SEQ ID NO: 1 and 2, primer set of SEQ ID NO: 3 and 4, primer set of SEQ ID NO: 5 and 6, primer set of SEQ ID NO: 7 and 8, primer set of SEQ ID NO: 9 and 10 A primer set for analyzing next generation sequencing (NGS) for diagnosis of cancer, comprising any one or more primer sets. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 암은 위암, 유방암 및 난소암으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전성 고형암인, 암의 진단을 위한 NGS 분석용 프라이머 세트.The primer set for NGS analysis according to claim 1, wherein the cancer is at least one genetic solid cancer selected from the group consisting of gastric cancer, breast cancer, and ovarian cancer. 제 1항의 프라이머 세트를 포함하는 암의 진단 또는 예후 진단용 조성물.A composition for diagnosis or prognosis of cancer comprising the primer set of claim 1. 삭제delete 제 4항에 있어서, 상기 암은 위암, 유방암 및 난소암으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전성 고형암인, 암의 진단 또는 예후 진단용 조성물.The composition of claim 4, wherein the cancer is any one or more hereditary solid cancers selected from the group consisting of gastric cancer, breast cancer, and ovarian cancer. 제 4항의 조성물을 포함하는 암의 진단 또는 예후 진단용 키트.A kit for diagnosis or prognosis of cancer, comprising the composition of claim 4. 서열번호 1 및 2의 프라이머 세트, 서열번호 3 및 4의 프라이머 세트, 서열번호 5 및 6의 프라이머 세트, 서열번호 7 및 8의 프라이머 세트, 서열번호 9 및 10의 프라이머 세트로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 프라이머 세트를 이용한 NGS 분석 방법.Primer set of SEQ ID NO: 1 and 2, primer set of SEQ ID NO: 3 and 4, primer set of SEQ ID NO: 5 and 6, primer set of SEQ ID NO: 7 and 8, primer set of SEQ ID NO: 9 and 10 NGS analysis method using any one or more primer sets. 제 8항에 있어서, BRCA1/2 유전자의 5′UTR 영역의 결실 여부를 확인할 수 있는, NGS 분석 방법.The method of claim 8, wherein it is possible to confirm whether the 5′UTR region of the BRCA1 / 2 gene is deleted. 대상으로부터 분리된 시료 및 제 1항의 프라이머 세트를 이용하여 NGS 분석을 수행하는 것을 포함하는, 암의 진단 또는 예후 진단을 위한 정보 제공 방법.A method for providing information for diagnosis or prognosis of cancer, comprising performing an NGS analysis using a sample separated from a subject and the primer set of claim 1. 제 10항에 있어서, 상기 암은 위암, 유방암 및 난소암으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 유전성 고형암인, 암의 진단 또는 예후 진단을 위한 정보 제공 방법. The method of claim 10, wherein the cancer is any one or more hereditary solid cancers selected from the group consisting of gastric cancer, breast cancer, and ovarian cancer. 제 10항에 있어서, BRCA1/2 유전자의 5′UTR 영역의 결실 여부를 확인하는, 암의 진단 또는 예후 진단을 위한 정보 제공 방법.
11. The method of claim 10, to determine whether the 5′UTR region of the BRCA1 / 2 gene is deleted, a method of providing information for diagnosis or prognosis of cancer.
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