肿瘤遗传学!常规测序下的肿瘤异质性!

学术   健康   2024-10-09 08:00   上海  

在谈到肿瘤病因时,我们简单粗暴地分为遗传因素和环境因素。

如果对病因所针对的人群分类,在成人肿瘤中,环境因素可能比遗传因素重要,如辐射、制剂和病原微生物感染等,因为环境因素的致癌往往需要时间加持;在儿童肿瘤中,遗传因素和环境因素哪个更重要?这个问题可能就较难回答。

根据美国2014年的数据,儿童与成人的肿瘤类型不同。成人以肺癌、乳腺癌、结直肠癌、胃癌和肝癌等为主;而儿童主要是白血病、淋巴瘤和脑部肿瘤,即儿童肿瘤以血液系统和脑部肿瘤为主。儿童肿瘤的发生,似乎与遗传因素关系更密切!

2018年2月,Stefan M. Pfister教授团队在Nature杂志发表题为The landscape of genomic alterations across childhood cancers的研究论文,对儿童、青少年以及年轻人的肿瘤进行综合探索。本次分析包括 24 种肿瘤,涵盖所有主要儿童实体肿瘤,其中许多仅发生在儿童。这项研究偏向于中枢神经系统肿瘤,并辅之以对非重叠儿科队列主要为白血病和颅外实体瘤的补充研究。

该研究分析 914 名肿瘤患者胚系和体细胞基因组,包括儿童、青少年和年轻人。肿瘤样本包含 24 种不同分子肿瘤症类型。通过对体细胞突变、基因组改变(包括结构变异和拷贝数变异)以及突变特征表征,该研究发现与所有肿瘤类型的双链断裂修复缺陷相关的特征。此外,6% 的患者在候选肿瘤易感基因中携带可能的致病性种系变异。

对显着突变簇(n = 538,WGS,不包括超突变体)全基因组分析确定 2.5% 肿瘤中TERT启动子的非编码突变。进一步高置信度簇对应于频繁突变基因(TP53、H3F3A、CTNNB1)的编码突变,以及伯基特淋巴瘤中重排的MYC基因座处的局部超突变,还有大部分被归类为可能artificial产物。MuSiC鉴定到了 77 个显着突变基因 (SMG),这些基因根据其泛癌突变频率进行排序,并与成人肿瘤中更频繁的共同突变相比,证明了儿童肿瘤中单个推定驱动基因的特异性。没有一个 SMG 对突变频率较高的样本有偏见。SMG 突变的等位基因频率高于非 SMG,并且在个体肿瘤中排名更高,表明这些事件可能驱动早期克隆发生。在复发性肿瘤(n  = 82)分析中出现的两个 SMG:PRPS1和NT5C2,之前报道与疾病进展和化疗耐药有关。

同时,Jinghui Zhang 教授在Nature杂志背靠背发表题为Pan-cancer genome and transcriptome analyses of 1,699 paediatric leukaemias and solid tumours的研究论文,分析了1,699例小儿白血病和实体瘤的基因组、外显子组和转录组。该研究在儿童肿瘤中鉴定了142 个驱动基因,其中超过一半是针对单一组织型的。他们还对拷贝数改变和结构变异进行了表征,确定了11个突变特征。

这两篇论文为常见儿科肿瘤的基因组探究提供了综合资源,并强调儿童肿瘤与成人肿瘤的基因组改变存在差异。因此,儿童肿瘤与成人肿瘤的主要肿瘤类型和驱动基因存在差异,提示临床医生和研究人员在面对儿童肿瘤时,采取与成人肿瘤不一样的策略。

2021年4月,以弗朗西斯·克里克研究所为首的研究团队在Cell杂志发表题为Characterizing genetic intra-tumor heterogeneity across 2,658 human cancer genomes的研究论文,对38种肿瘤类型的2,658个样品的全基因组数据进行深入分析,全面揭示了不同癌症类型的瘤内异质性特征。

由于上述研究主要基于全基因组测序数据,从单细胞测序维度来看,上述分析不够精准。因为常规组学测序是以整个组织为对象展开的,实际上仍然是不同细胞类型的mixture。我们相信,从肿瘤异质性角度讲,不同年龄和不同癌肿的肿瘤患者,其肿瘤存在异质性!尽管张泽民团队等已经绘制了各种免疫细胞、内皮细胞和成纤维细胞的单细胞图谱,但是关于肿瘤细胞本身异质性的单细胞图谱,还有待科学家们进一步绘制

芒果师兄聊生信
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