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Evaluate the performance of Targeted Sequencing for Tumor FFPE Samples and ctDNA Standards on the Sikun 2000

本研究は、Sikun 2000シーケンシングプラットフォームが、既存のIlluminaプラットフォームと比較して、腫瘍FFPEサンプルおよびctDNA標準における優れた品質指標、高い再現性、および低頻度変異検出のための強化された感度を提供することを実証しており、臨床および研究用途における競争力のある代替手段としての地位を確立している。

原著者： Jiuzhou Zhao, Tianbo Wang, Li Zhao, Jiawen Zheng, Chengzhi Zhao, Junnan Feng, Rui Sun, Chengjiao Duan, Dongdong Chen, Keya Cai, Bing Wei

公開日 2026-08-06

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CC BY 4.0

原著者： Jiuzhou Zhao, Tianbo Wang, Li Zhao, Jiawen Zheng, Chengzhi Zhao, Junnan Feng, Rui Sun, Chengjiao Duan, Dongdong Chen, Keya Cai, Bing Wei

原論文は CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 ⚕️ これは査読を受けていないプレプリントのAI生成解説です。医学的助言ではありません。この内容に基づいて健康上の判断をしないでください。免責事項の全文を読む

人間の体を、活気に満ちた巨大な都市として想像してみてください。時として、その都市の中のいくつかの建物が故障し始め、トラブルの発生源へと変わってしまうことがあります。これらが腫瘍です。これらを食い止めるために、医師たちは細胞の中で正確に何が起きているのかを示す地図を必要とします。長い間、この地図を手に入れる唯一の方法は、壊れた建物の一部を掘り起こすために、チームを派遣してシャベルで掘り進めること（組織生検）でした。しかし、時には建物が手が届かないほど奥深かったり、あるいはダメージが小さすぎてシャベルでは見つけられなかったりすることもあります。

そこで「リキッドバイオプシー（液体生検）」が登場します。掘り起こす代わりに、医師たちは、トラブルの発生源が都市の血流の中に誤って落としてしまった、建物の設計図の極めて小さな破片を探すことができます。これらの破片はctDNAと呼ばれます。問題は、これらの破片が非常に稀で壊れやすく、まるでビーチにある特定のたった一粒の砂を見つけるようなものだということです。これを見つけ出すために、科学者たちは「次世代シーケンサー（NGS）」と呼ばれるハイテクマシンを使用します。このマシンは、遺伝コードを読み取る、超高速かつ超精密なフォトコピー機（複写機）のようなものだと考えてください。目標は、このマシンを単に速くて正確なだけでなく、より多くの人々がこれらの命を救う地図を手に入れられるよう、手頃な価格にすることです。

この論文は、Sikun Life Science社製の新しいフォトコピー機である「Sikun 2000」の成績表です。研究者たちは、この新しいマシンが、現在使用されている有名な「ゴールドスタンダード（標準指標）」のマシン（IlluminaのNextSeq 550やNovaSeqシリーズなど）と同等、あるいはそれ以上の仕事ができるかどうかを検証しました。彼らは、実患者から採取された腫瘍サンプル（FFPEサンプル）と、既知の微量な変異を含む「練習用」サンプル（ctDNA標準品）の2つの対象に対して、Sikun 2000のテストを行いました。

結果は以下の通りです：

実世界でのテスト（腫瘍サンプル）
チームは50個の実患者の腫瘍サンプルを取り、新しいSikun 2000と確立された技術であるNextSeq 550の両方で走らせました。彼らは、新しいマシンが遺伝コードを明確に読み取り、古いマシンと同じ間違いを見つけ出せるかを確認したかったのです。

結果: Sikun 2000は素晴らしい仕事を行いました。このマシンは、NextSeq 550よりも高い品質スコア（Q30と呼ばれる）を持ち、より鮮明でシャープな遺伝コードの「写真」を生成しました。また、希少なエラーを見つけるために極めて重要な、ユニークな部分のコードをより深く読み取ること（高いユニークデプス）にも成功しました。
一致度: 両方のマシンが見つけた変異のリストを比較したところ、ほとんどすべて（約96%の時間）において一致しました。変異がどの程度一般的であるかという測定値（VAF）も、ほぼ同一でした。これは、実患者の組織を調べる際、Sikun 2000が古いマシンの信頼できる代替品であることを示唆しています。

「干し草の山から針を探す」テスト（ctDNA標準品）
次に、非常に稀な変異を見つける能力についてテストを行いました。彼らは、非常に低いレベル（0.1%および1.0%）の既知の変異を含む特別な「補助輪」付きのサンプル（標準品）を使用しました。0.1%の変異を見つけることは、1,000個の白い砂粒が入ったバケツの中から、特定の赤い砂粒を一粒見つけるようなものです。

結果: Sikun 2000はこの分野のチャンピオンでした。0.1%および1.0%のサンプルに含まれる変異を、**100%**発見しました。
比較: Sikun 2000を他のハイエンドなIllumina製マシン（NovaSeq 6000およびNovaSeq X）と比較したところ、Sikun 2000は実際にはわずかに優れた性能を示しました。困難な0.1%のサンプルにおいて、他の2つのマシンが1つの変異（KRAS A146T変異）を見逃した一方で、Sikun 2000は期待される8つの変異すべてを見つけ出しました。また、Sikun 2000は「ぼやけた」あるいは低品質なリードの発生も少なく、データがよりクリーンであることを示しました。

これが意味すること
この論文は、Sikun 2000ががん遺伝学の世界における強力な候補であることを示唆しています。このマシンは、特にリキッドバイオプシーにおける非常に稀な変異を特定しようとする際、現在のトップティアのマシンに匹敵するか、あるいはそれを上回る高品質なデータを提供します。著者らは、このマシンはターゲットシーケンシング（特定の遺伝子を見る作業）には優れているものの、出力制限があるため、大規模な全ゲノムプロジェクトには最適ではない可能性があると注記しています。しかし、患者のサンプルからがんの変異を見つけるという特定の任務においては、Sikun 2000は研究および臨床利用の両方において、競争力があり、高品質で、コスト効率の高いツールとしての大きな可能性を示しています。

技術要約：Sikun 2000を用いた腫瘍FFPE検体およびctDNA標準物質のターゲットシーケンシング評価

問題提起
次世代シーケンシング（NGS）は、精密腫瘍学を導くための腫瘍遺伝子変異検出の標準となっています。しかし、シーケンシングの規模が拡大するにつれ、高いデータ品質と低コストの両立を実現するプラットフォームへの需要が高まっています。Illuminaプラットフォーム（例：NextSeq 550、NovaSeq 6000）が主流の標準として残る一方で、国内の代替製品も台頭しています。可逆的ターミネーター法に基づく合成によるシーケンシング（SBS）方式を採用した新しいシーケンシングプラットフォームであるSikun 2000は、科学研究用にリリースされました。このプラットフォームは、Illuminaライブラリとの互換性、高い精度、優れた再現性、および低い運用コストを謳っています。しかし、臨床的な腫瘍応用、特にFFPE組織検体および低頻度の循環腫瘍DNA（ctDNA）における、確立されたIlluminaプラットフォームに対するその性能については、厳密な評価が必要でした。

方法論
本研究では、比較実験デザインを用いて、Sikun 2000を確立されたIlluminaプラットフォーム（NextSeq 550、NovaSeq 6000、およびNovaSeq X）と比較評価しました。

検体調製:
- FFPE検体: がん患者から得られた50検体の腫瘍FFPE検体を、標準化されたDNA抽出およびライブラリ構築プロトコル（Burning Rock Lung Plasma® Multi-Gene Mutation Detection Kit、168遺伝子パネルを使用）を用いて処理しました。
- ctDNA標準物質: 已知の変異アレル頻度（VAF）が0.0%（ネガティブコントロール）、0.1%、1.0%である肺がんctDNA標準物質を、IGT® Fast Library Prep KitおよびTargetSeq®プローブ（NSCLS 23遺伝子パネル）を用いて調製しました。
シーケンシング:
- FFPE検体は、Sikun 2000で3連（トリプリケート）シーケンシングを行い、NextSeq 550で単回シーケンシングを行いました。
- ctDNA標準物質は、Sikun 2000、NovaSeq 6000、およびNovaSeq Xでシーケンシングを行いました。
- すべてのプラットフォームにおいて、150 bp ペアエンド（PE150）シーケンシングを使用しました。
データ処理および解析:
- 公平な比較を行うため、生データは等価なデプス（深さ）にダウンサンプリングされました。
- 品質管理には、アダプター汚染、低品質塩基、およびN含有量のフィルタリングが含まれます。
- リードはBWA-MEMを用いてhg19参照ゲノムにマッピングされました。
- 変異検出（SNV、Indel）はVarScanを用いて行われ、その後ANNOVARおよびSnpEffを用いてアノテーションされました。
- 品質指標（Q30、ユニークデプス、マッピング比率）および変異検出の一致性を比較するために、統計解析（ウィルコクソン符号付順位検テスト、一元配置分散分析、ピアソン相関係数）が用いられました。

主な貢献および結果

FFPE検体における性能（Sikun 2000 vs. NextSeq 550）:
- 品質指標: Sikun 2000は、FFPE検体において、NextSeq 550と比較して優れたユニークシーケンシングデプスおよびQ30比を示しました。Sikun 2000のQ30比は95.6%から97.5%の範囲であり、NextSeq 550の88.8%～95.9%よりも有意に高くなりました（ $P < 0.01$ ）。ユニークデプスもSikun 2000の方が有意に高い結果となりました（ $P < 0.01$ ）。
- 再現性: Sikun 2000による3連シーケンシングは高い再現性を示し、主要な品質パラメータ曲線は高度な重複を示しました。
- 変異一致性: 両プラットフォームとも、非小細胞肺がん（NSCLC）におけるドライバー遺伝子変異（EGFR、ALK、KRASなど）の検出において高い一貫性を示し、一致率は95.83%でした。SNVおよびIndelの変異アレル頻度（VAF）は、両プラットフォーム間で強い相関（ $R^2 \geq 0.96$ ）を示しました。
ctDNA標準物質における性能（Sikun 2000 vs. NovaSeq 6000/X）:
- 感度: 0.1%および1.0%のVAFを持つctDNA標準物質に対し、Sikun 2000は全8箇所の変異部位において100%の検出感度を達成しました。
- 比較感度: 0.1%のVAFレベルにおいて、Sikun 2000はNovaSeq 6000およびNovaSeq Xを上回りました。Sikun 2000が8箇所すべてを検出したのに対し、NovaSeqプラットフォームは87.5%のみを検出し、KRAS p.A146T SNVの検出に失敗しました。
- データ品質: Sikun 2000は、NovaSeq 6000（0.65%）およびNovaSeq X（0.86%）と比較して、生成される低品質リードが有意に少なくなりました（0.05%、 $P < 0.05$ ）。また、NovaSeqプラットフォームと比較して、より高い平均ターゲットデプス（28,355×）を達成しました。

意義および主張
本論文は、Sikun 2000が科学研究および臨床応用の両面において、腫瘍ターゲットシーケンシングの競争力のある選択肢であることを主張しています。本研究は、Sikun 2000が以下の特性を提供すると結論付けています：

優れたデータ品質: FFPE検体において、NextSeq 550と比較して高いQ30比およびユニークデプスを実現。
強化された低頻度検出能: 低品質リードの割合が低く、ターゲットデプスが高いことから、高スループットなIllumina NovaSeqプラットフォームと比較して、低頻度変異（0.1% VAF）に対する優れた感度を実現。
高い再現性: 繰り返しの解析における一貫した結果。
コスト効率: 著者らは、本プラットフォームのランニングコストがIlluminaプラットフォームと比較して大幅に低いことを指摘しており、強力な市場競争力を示唆しています。

著者らは、Sikun 2000を、特にNSCLCのドライバー遺伝子変異の検出やctDNAのモニタリングにおける精密医療のための実行可能な選択肢として位置付けていますが、より広範な臨床への導入には、より大規模な臨床サンプルデータセットを用いたさらなる検証が必要であることも認めています。

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