SAVANA是一种新工具，旨在对临床样本中的结构变异进行准确检测。这种工具使用机器学习算法来识别癌症特异性的结构变异和拷贝数异常，从而显著减少错误结果。
长读测序技术可以分析长而连续的DNA片段，这些方法有可能提高研究人员检测癌症基因组中复杂遗传改变的能力。然而，由于癌症基因组的复杂结构，标准分析工具（包括专门用于分析长读测序数据的方法）常常无法满足要求，导致假阳性结果和不可靠的数据解释。这些误导性结果可能会影响我们对肿瘤如何演变、对治疗的反应以及最终患者的诊断和治疗的理解。
为了解决这一挑战，研究人员开发了SAVANA，这是一种新的算法，最近在《自然方法》杂志上进行了描述。SAVANA使用机器学习技术，通过长读测序数据准确识别结构变异（如插入、删除、重复或重排）和由此产生的拷贝数异常。
该算法由欧洲分子生物学实验室（EMBL）的欧洲生物信息学研究所（EMBL-EBI）和Genomics England的研发实验室的研究人员开发，并与伦敦大学学院（UCL）、皇家国家矫形医院（RNOH）、João Lobo Antunes分子医学研究所和波士顿儿童医院的临床合作伙伴合作，在99个人类肿瘤样本上进行了开发和测试。
“由于其他分析工具没有针对癌症基因组数据的特殊性进行开发，它们经常检测到假阳性结果，这可能导致不正确的临床和生物学解释，”EMBL-EBI的组长Isidro Cortes-Ciriano说。“SAVANA改变了这一点。通过直接在癌症样本的长读测序数据上训练算法，我们创建了一种新方法，可以区分真正的癌症相关基因组变异和测序伪影，从而以前所未有的分辨率揭示癌症的突变过程。”
优化用于临床
“当我们开发SAVANA时，我们的目标很明确：创建一个足够复杂以表征复杂的癌症基因组，但又足够实用以便于临床使用的工具，”EMBL-EBI的前博士前研究员Hillary Elrick解释道。
“因此，SAVANA可以准确区分体细胞结构变异、拷贝数异常、肿瘤纯度和倍性——这些都是理解肿瘤生物学和指导临床治疗决策的关键，”EMBL-EBI的博士后研究员Carolin Sauer补充道。
其快速分析和强大的错误校正功能使SAVANA非常适合临床使用。该方法最近被应用于研究骨肉瘤，这是一种罕见且侵袭性强的骨癌，主要影响年轻人。它帮助研究人员发现了新的基因组重排，提供了关于骨肉瘤如何演变和进展的新见解。团队还将SAVANA从长读数据中获得的结果与使用全基因组测序数据分析管道分析的Illumina测序相同样本的结果进行了比较。发现这两种技术的结果高度一致，表明SAVANA的性能与当前临床标准相当，同时揭示了额外的癌症相关改变。
“准确检测结构变异的能力对临床诊断具有变革性，”UCL教授、RNOH顾问病理学家Adrienne Flanagan说。“SAVANA可以帮助我们自信地识别出与诊断和预后相关的基因组改变。最终，这意味着我们可以更好地为癌症患者提供个性化治疗。”
英国在临床基因组学方面的投资
作为NHS基因组医学服务的一部分，英国正在大量投资于基因组测序技术。这项倡议是世界上第一个将全基因组测序纳入常规护理的项目。通过将基因组学嵌入日常临床实践中，它旨在提高诊断准确性并支持个性化癌症治疗。
然而，只有当基因组数据被准确解释时，对临床基因组学的投资才能实现其预期影响，而这依赖于专门的分析工具。Genomics England在其研究工作中探索了SAVANA在支持早期和更快癌症诊断方面的临床潜力。
“使用SAVANA将确保临床医生收到准确可靠的基因组数据，使他们能够自信地将先进的基因组测序方法（如长读测序）纳入常规患者护理，”Genomics England测序研发总监Greg Elgar表示。
SAVANA还被部署在全国范围内的项目中，例如由Cancer Research UK和Children With Cancer UK资助、Cortes-Ciriano共同领导的英国分层儿科医学项目。该项目专注于使用先进的测序技术更好地了解肿瘤生物学和监测疾病复发，以开发更有效且毒性更低的儿童癌症治疗方法。
此外，SAVANA还在Societal, Ancestry, Molecular and Biological Analyses of Inequalities (SAMBAI)项目中使用，这是一个由Cancer Grand Challenges资助的项目，旨在解决近期非洲裔人群中的癌症差异问题。
资金
研究人员感谢他们的资助者。这些资助者包括EMBL、Wellcome Trust、Sarcoma Foundation of America、Connective Tissue Oncology Society、波士顿儿童医院NF研究计划、国家卫生研究院（NIHR）、UCLH生物医学研究中心、UCL实验癌症中心、大不列颠及爱尔兰病理学会、Jean Shanks基金会、Tom Prince癌症信托基金、Rosetrees信托基金、骨骼癌症信托基金、Sarcoma UK、骨癌研究信托基金、Cancer Research UK、医学研究委员会、NHS England和Wellcome Trust基础设施资金。通过Genomics England的国家基因组研究图书馆提供了访问患者数据的机会。EMBL-EBI的Cortes-Ciriano小组成员Carolin Sauer还获得了Marie Skłodowska-Curie奖学金，以支持这项工作。
感谢
参与这项研究的科学家们感谢所有捐赠样本用于研究的患者及其家人。
(全文结束)