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Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy, L2 Z$ n% C- e& L7 @" n
Cancer Discov. Aug 2015 # c$ T' D/ E, G6 r( ]+ Z
摘要 ; x+ v& l' a3 T: w9 C+ A6 m6 q
1.文章展示了食管腺癌(EAC)的进化频谱,表现为复杂的驱动突变、平行进化以及基因组加倍 ) D; _! z2 f- K) `* m/ {* Y+ }
2.阐明异质程度与新辅助治疗(NAC)疗效的相关性:异质性低的宿主,NAC疗效更好 ' d7 r; `" E) b# f5 b( Y: q
3.多部位测序(M-seq)显示:CTT区域的T>G突变随着肿瘤进化显著减少;含铂的NAC会增加CpC区域的C>A突变
. T4 b Z* t% `% y) f+ |' n L4.基因组不稳定性是EAC进化的早期事件,会导致化疗过程中产生可靶向的原癌基因扩增,为未来的治疗方案提供理论基础 ( y* @% s/ n% O n
背景 6 |. c6 [- M( R9 A" t& _
1.食管癌预后不良,过去20年EAC在西方国家的患病率显著上升
' W1 M, I7 X. ^, p! U5 m% j2.手术前NAC治疗能够改善患者预后,但是50-60%的肿瘤对治疗耐药 + o1 k0 d3 z( l( A w, m, W& |
3.对单个肿瘤多部位的M-seq数据进行进化分析,可以区分存在于所有部位的早期突变
9 n7 X5 @0 P9 E! y6 C( }& v0 |
7 w, B# J @/ {
Multi-tumor regions
( R, D1 d4 @* z. P; h! ?; F方法
4 l+ i; N" T% [: z" R; m
6 a* B$ c7 j: R7 ~0 i结果——体细胞突变的瘤内异质性: j5 v+ W' R/ m( \ s
以EAC005患者为例 ( c" e( N4 ~- _
对NAC前后的突变频谱进行进化分析(parsimony ratchet method),可将突变分为四类:
% @$ o k9 c; ?; K# Y# l1.主干(蓝色,ubiquitous)突变:存在于肿瘤组织的所有部位
+ Y/ ]- p' [" d+ @; u# x x2.共享(橙色)突变:存在于1个以上的部位中 - H* b5 W2 H6 P
3.NAC前的独有(红色)突变:仅存在NAC前的1个部位 8 _9 R# m6 L# P0 m
4.NAC后的独有(绿色)突变:仅存在NAC后的1个部位 h9 w8 k7 s- V0 u/ _# C8 E
后三类均属heterogenous突变
0 J; u% r9 s4 d+ J
1 `8 ~* f+ r4 ]+ D5 O* ^' D9 Y! M其余7例患者的进化分析
+ w2 e( c* y+ s7 W/ R; x; R
# o2 Y2 F% c. {% P" A3 z& U. [异质程度与新辅助治疗(NAC)的疗效相关:化疗前异质性越低的宿主,NAC疗效越好。 m7 T; D N2 [
3 ?8 j, \) b, S2 B5 r
为了定量分析肿瘤细胞中的SNVs,作者整合了三个变量(拷贝数,VAF和肿瘤负荷)来计算Cancer Cell Fraction (CCF),并且将SNV进行聚类。 : ]5 [& ^9 x2 d1 D9 v, Q
! a5 @' h. T) _结果显示: . g' [ s3 c( g6 M* f3 j$ Y
1.单一部位取材不能准确分析克隆频谱,因为一些热点突变仅存在于某个部位且显示出高CCF,如EAC001患者中的SLC39A12 pA44E突变 & k l/ u% d! {) _0 j/ G
2.通过不同部位的共享突变位点个数,可以判断部位间的空间距离,如EAC001患者的R2离R1比R4更近 4 [; j; W6 ~; [+ }
/ o* _0 f: q+ }% P5 aM-seq结果还显示EAC样本中还存在大量的拷贝数变异 / ~$ `% \) a; [& r
1.超过40%的变异来自于扩增(A),说明基因组扩增是肿瘤进化的早期事件
$ `3 z5 }6 u. P% C7 M2.通过与TCGA中ESCA的数据进行比对,发现有15个片段在至少一个肿瘤中存在扩增。这些片段大多对应可作为靶点的原癌基因。
2 ]1 ?; l) E: E结果——突变频谱的时空解析 ! ]. l* x# w% O, }: u4 Y
/ s4 l* O$ H) ^2 c& qTrunk代表早期突变;Branch代表晚期突变
) P% t0 a; Y! V% ?0 C: d% M2 ?结果显示: T>G突变随着肿瘤进化显著减少 9 v1 a; u8 O! Y& n* q
) o. Y: ^) z* y* K$ i1 b3 N接受含铂药物的NAC治疗会产生特异的分子标签, C>A突变增多
, ^* a7 t! ~0 @9 ?5 z
s( Y: z7 Q) [0 U0 s
本文从时间(新辅助前后)和空间(多部位测序)两个维度对食管癌的分子进化图谱进行了阐述和解析。 % d% |6 |" U; h8 Y: o
讨论4 j* z% t$ G! S3 k6 O# z
1.EAC的单样本检测会低估肿瘤异质性和突变负荷。虽然M-seq检测到的总突变中位数远高于单个部位检出的突变,但仍然只检到肿瘤的局部 ' x" j0 B( `, J1 F: f
2.基因组扩增和TP53、CDKN2A等抑癌基因的突变是EAC的驱动事件
}8 f9 ]+ s y ^3.原癌基因的扩增普遍存在且不受含铂药物的干扰,但有可能成为新药物靶点 ( g8 ^" G( w& k3 H W
4.NAC的纵向实验可能进一步解析瘤内异质性与细胞毒反应及复发的关系,用来预判治疗耐药以降低治疗的医源性影响 6 W. v$ o/ x& @" r: R) p! U$ c
转自吉因加科技微信订阅号
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