基因融合是由两个以前独立的基因形成的杂交基因，通常通过染色体重排在融合位点产生断点。大多数基因融合断点位于RNA融合的两个伴侣基因的编码区和DNA融合的内含子区，而一些位于3’或5’非翻译区。基因融合在癌症发展中发挥着重要作用，导致了高达16.5%的癌症病例，并且在超过1%的病例中是唯一的致癌因素。

例如，断裂点簇区(BCR)-艾贝尔森原癌基因(ABL)融合经常在慢性髓性白血病(CML)诊断中发现；间变性淋巴瘤激酶(ALK)-棘皮动物微管相关蛋白样4 (EML4)和NTRK相关融合蛋白在非小细胞肺癌(NSCLC)中发现；和跨膜丝氨酸蛋白酶2(TMPRSS2)-成红细胞转化特异性(ETS)相关基因(ERG)融合发生在前列腺癌中。

在某些情况下，单次融合可能导致多种癌症类型，例如具有不同断点的成纤维细胞生长因子受体3（FGFR3）转化酸性卷曲蛋白3（TACC3），该病已在多形性胶质母细胞瘤（GBM）、尿路上皮膀胱癌（BLCA）及宫颈癌中被发现。

基因融合产生的新生物标志物的识别可以推动新药开发，如BCR-abl的甲磺酸伊马替尼，NTRK相关融合的Larotrectinib，ALK融合的克唑替尼，成纤维细胞生长因子受体2 (FGFR2)融合的培美替尼和Truseltiq。

在肿瘤的发展和进展中，“驱动基因”参与核心细胞过程，如细胞命运和细胞存活。驱动基因的改变可以部分反映肿瘤的状态。虽然融合的驱动基因对诊断和新药开发很重要，但伴侣基因也可能通过提供调节元件或其他结构域使融合蛋白以异常方式发挥功能而促进癌症的发展。因此，探索与已知驱动基因和未知伴侣基因的新基因融合对于理解癌症进展和识别潜在的新药治疗是重要的。

基因融合的ARRP序列分析（图源自Nature Biomedical Engineering）

在这里，研究人员提出了一种称为锚定随机反向引物测序(ARRP-序列)的文库制备方法，该方法允许用少量样品输入对新基因融合进行稳健的下一代测序(NGS)检测和定量。优化了一系列随机引物以确保该方法的稳健性和可靠性。

由于ARRP-seq不依赖于连接来添加衔接子，它允许用低至5 ng的输入来精确定量RNA样品。利用多重阻断剂置换扩增技术(mBDA)29，我们可以选择性地富集所有靶驱动基因的新融合体，中值为22倍，断点等位基因分数(BAF)为0.1%，比其他已发表的技术至少低10倍。

在51例宫颈癌样本中检测到66个基因融合，并用逆转录定量PCR(RT–qPCR)进行验证，符合率为100%。此外，ARRP方法应用于前列腺癌检测，结合前列腺特异性抗原(PSA)检测，并获得了0.88的曲线下面积(AUC)用于区分前列腺癌和良性前列腺增生(BPH)患者。

这些结果突出了该技术识别新融合、突变和剪接变异体的潜力，其目标是推进个性化诊断和药物开发。该技术不仅可以应用于肿瘤诊断、分子分型及用药指导，还有望应用于感染性疾病、衰老相关退行性疾病、器官移植排斥等疾病的分析。

上海交通大学生物医学工程学院博士研究生修学浩、吴熠与博士后李江雪为该论文的共同第一作者。上海交通大学生物医学工程学院宋萍副教授与上海交通大学附属国际和平妇幼保健院院长王玉东为共同通讯作者。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41551-025-01564-9#Sec27