儿童白血病是儿童最常见的恶性肿瘤，其诊断高度依赖于对结构变异（Structural Variant, SV）的识别，尤其是导致致癌基因融合的染色体重排。但在临床实践中，SV检测仍依赖核型分析、FISH、染色体微阵列（CMA）、DNA/RNA测序及光学图谱等多种技术联用，检测流程繁琐、周期长、成本高，且仍存在大量漏检。
面对传统技术的局限性，密苏里大学堪萨斯城医学院的研究团队于今年4月在npj Genomic Medicine上发表了题为“Proof-of-concept study for the detection of somatic structural variant driver alterations using HiFi long-read sequencing in a pediatric leukemia cohort”的文章，使用HiFi长读长测序（long-read sequencing, lrSeq）验证了其在儿童白血病SV检测中的临床诊断潜力。研究团队使用HiFi lrSeq + Severus分析，不仅100%检出已知致病SV，更为4例患者新明确了通过常规方法未能定型的遗传亚型，提高了33%的诊断率。
1 HiFi长读长测序为何能突破常规方法的局限
如上文所说，常规方法在儿童白血病的临床诊断中存在大量漏检。其主要原因为插入性重排使FISH探针间距增加，不足以形成阳性信号；平衡易位不改变拷贝数，微阵列无法检出；罕见配对基因通常不在RNA融合panel的靶向列表中。这类“隐匿性”SV的漏诊直接导致部分患者被归为“遗传亚型未明（NOS）”，从而错失风险分级和靶向治疗机会。
HiFi长读长测序技术则彻底解决了上述难题。其10~20 kb的平均读长可以覆盖重排断裂点，完整捕获插入、易位等复杂结构变异。结合HiFi数据体细胞SV检测工具Severus，能够输出单碱基分辨率的精准断点，并通过配对正常样本或正常样本池，有效区分体细胞驱动事件与胚系变异。
图1 儿童白血病队列人口统计学特征及融合情况
2 17例儿童白血病患者的队列验证
在此次小规模队列研究中，共纳入17例儿童白血病患者（13例B细胞急性淋巴细胞白血病（B‑ALL），4例急性髓系白血病（AML）），分为两个队列：队列1为5例已知SV，HiFi lrSeq + Severus全部成功检出，并进一步明确了其中一例NUP98重排的未知配对基因NSD1；队列2为12例临床未定型，常规方法未找到WHO分类定义的遗传驱动。HiFi lrSeq分析新鉴定出KMT2A::MLLT10（AML，插入性重排，FISH阴性）、TCF3::ZNF384（B-ALL，平衡易位）、DDX3X::ZNF384（B-ALL，Tumor-Only模式检出）、EP300::ZNF384（B-ALL，Tumor-Only模式检出，RNA验证一致）4例致病性SV。
以AML KMT2A::MLLT10融合为例，该融合在常规FISH检测中因细胞遗传学隐蔽而呈阴性。一段约1.3 Mb的10p12.33p12.2片段被插入到11q23.3的KMT2A基因第8内含子中。该长度的片段插入使得探针的间距增大至约1.4 Mb，这一变化在常规FISH或核型分析中难以分辨，因此先前临床检测结果为阴性。
图2 HiFi lrSeq检测到一例AML中的KMT2A::MLLT10融合
除此之外，研究团队还列出了一例此前未明确的遗传亚型B‑ALL患者，其t(12;19)(p13;p13)易位导致TCF3::ZNF384 融合。TCF3（NM_003200.5）的断裂发生在第11内含子，ZNF384（NM_001385745.1）的断裂发生在第2内含子，易位后，TCF3的5′端与ZNF384的3′端融合，预测可能会产生功能性融合蛋白。需要强调的是该易位为平衡易位、细胞遗传学隐性，且常规B‑ALL FISH panel中不包含ZNF384或TCF3探针，因此该重排未被既往临床检测发现。
图3 HiFi lrSeq检测到1例B‑ALL中的TCF3::ZNF384融合
3 HiFi 转录组测序与Tumor-Only (TO) 分析验证
为了验证DNA断点与RNA融合转录本的一致性，研究团队对部分样本进行了HiFi RNA测序。结果显示，DNA断点与RNA融合转录本高度一致，例如KMT2A::AFDN融合中，DNA断点位于内含子区域，RNA转录本精准拼接相应外显子；EP300::ZNF384融合亦呈现同样规律。
图4 HiFi lrRNA‑seq 验证DNA水平检出的融合转录本
在此基础上，受到真实临床场景限制，为了评估在没有配对正常（如缓解期）样本的情况下HiFi lrSeq是否仍能有效检测出临床相关的体细胞结构变异，研究团队使用 Tumor‑Only（TO）模式，通过将断点限制在已知儿童白血病相关基因并筛选两个不同基因间的断裂后，所有已知病例中的临床相关结构变异均被成功检出，并在8例无配对样本且此前遗传亚型未明确的B‑ALL中，该模式又新发现了两例驱动融合DDX3X::ZNF384和EP300::ZNF384，未产生临床假阳性报告。这表明即使缺乏正常对照，HiFi lrSeq + Severus仍可作为一线筛查工具。
这项研究新鉴定的4例结构变异直接改变了患者的临床管理路径：KMT2A::MLLT10融合的AML从“中危”调整为“高危”，应考虑造血干细胞移植及靶向药物；EP300::ZNF384融合的B-ALL提示预后不良，需强化治疗；其余两例ZNF384融合虽不改变风险分级，但明确排除了高危异常，避免过度治疗。这些发现有力证明了精准基因诊断对儿童白血病个体化治疗的作用。
凭借长读长优势，HiFi技术精准捕获了全基因组范围内的结构变异断点，清晰刻画了不同白血病亚型的驱动融合特征，实现了单碱基分辨率的SV解析，攻克了传统FISH、核型分析及RNA融合panel难以检测隐匿性插入、平衡易位及罕见配对基因的重排难题，为儿童白血病的精准分型及靶向治疗提供了高效技术范式。
参考文献
1、Lansdon, L.A., Yoo, B., Keskus, A. et al. Proof-of-concept study for the detection of somatic structural variant driver alterations using HiFi long-read sequencing in a pediatric leukemia cohort. npj Genom. Med. (2026). https://doi.org/10.1038/s41525-026-00560-5.