Nature绘制2,658个肿瘤的进化之路，为早期检测打基础
来源：中检健康
编辑：中检健康
时间：2020-02-07
与物种进化相似，人体内的100万亿个细胞也面临着突变和选择的压力。体细胞进化的过程从受精卵开始，到死亡时终止，而每次细胞分裂都会产生1-10个突变。这导致人的一生中在不断积累点突变，尽管大部分突变是中性的过客突变，但也有一些是驱动突变。这些损伤何时出现？我们目前还知之甚少。
欧洲生物信息学研究所（EMBL-EBI）和英国弗朗西斯·克里克研究所的研究人员近日分析了2,600多个肿瘤（覆盖38种癌症）的全基因组，以确定癌症发展过程中基因组变化的时间顺序。这项成果本周发表在《Nature》杂志上，作为全基因组泛癌分析（PCAWG）的一部分。
研究人员表示，该项目的目标是鉴定和分类那些引起不同癌症类型的突变模式。这些资源可帮助人们了解肿瘤如何发展，对癌症的早期诊断和临床干预也有重要意义。
文章通讯作者、EMBL-EBI的项目负责人Moritz Gerstung表示：“我们可以绘制出正常衰老过程中产生的点突变，从而建立人类基因组的分子时钟，就好像树木的年轮一样。这让我们有了一个标准去估计癌症中某些变化的年龄，并衡量肿瘤的进展程度。”
通过对2,658个肿瘤进行全基因组测序分析，研究人员重建了38种癌症的生命史以及突变过程和驱动突变的演化，包括胶质母细胞瘤、结直肠癌和卵巢腺癌等。他们发现，早期肿瘤发生的特征是一组特定驱动基因的突变，以及特定的拷贝数增加，例如胶质母细胞瘤的7号染色体三体以及髓母细胞瘤的17q等臂染色体。
研究人员还发现，在整个肿瘤演化过程中，40%样品的突变谱发生了显著变化。驱动基因的近四倍多样化和基因组不稳定性的增加是肿瘤后期的特征。这些结果表明，在癌症被诊断出的很多年前，驱动突变就出现了。这些结果决定了癌症的发展轨迹，也凸显了癌症早期检测的机会。
EMBL-EBI的博士后研究员Stefan Dentro说：“我们观察到，肿瘤细胞内染色体数目的变化通常发生在肿瘤进化的后期。不过，对于多形性胶质母细胞瘤，这些变化可能在诊断之前就已经发生了。在通常情况下，染色体数目异常的细胞不能存活很长时间，但有些细胞却可以做到，在很多年后才检测到肿瘤。”
共同通讯作者、弗朗西斯·克里克研究所的Peter Van Loo表示：“我们已经确定了多种癌症基因突变的时间表。对30多种癌症，我们现在知道了哪些具体的基因改变可能发生，以及何时发生。这些模式的解锁，意味着人们有望开发出更早发现癌症的新型诊断检测。”
了解导致癌症的突变序列和时间顺序，这可能有助于阐明癌症的发生机制，否则光凭癌细胞中的一堆突变，人们也无法理清整个过程。能够确定突变是早期发生还是晚期发生，这有助于癌症的早期诊断。未来人们可以筛选突变集合，以检测不同阶段的癌前细胞。（生物通 薄荷）
原文检索
Gerstung, M., Jolly, C., Leshchiner, I. et al. The evolutionary history of 2,658 cancers. Nature 578, 122–128 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1907-7
欧洲生物信息学研究所（EMBL-EBI）和英国弗朗西斯·克里克研究所的研究人员近日分析了2,600多个肿瘤（覆盖38种癌症）的全基因组，以确定癌症发展过程中基因组变化的时间顺序。这项成果本周发表在《Nature》杂志上，作为全基因组泛癌分析（PCAWG）的一部分。
研究人员表示，该项目的目标是鉴定和分类那些引起不同癌症类型的突变模式。这些资源可帮助人们了解肿瘤如何发展，对癌症的早期诊断和临床干预也有重要意义。
文章通讯作者、EMBL-EBI的项目负责人Moritz Gerstung表示：“我们可以绘制出正常衰老过程中产生的点突变，从而建立人类基因组的分子时钟，就好像树木的年轮一样。这让我们有了一个标准去估计癌症中某些变化的年龄，并衡量肿瘤的进展程度。”
通过对2,658个肿瘤进行全基因组测序分析，研究人员重建了38种癌症的生命史以及突变过程和驱动突变的演化，包括胶质母细胞瘤、结直肠癌和卵巢腺癌等。他们发现，早期肿瘤发生的特征是一组特定驱动基因的突变，以及特定的拷贝数增加，例如胶质母细胞瘤的7号染色体三体以及髓母细胞瘤的17q等臂染色体。
研究人员还发现，在整个肿瘤演化过程中，40%样品的突变谱发生了显著变化。驱动基因的近四倍多样化和基因组不稳定性的增加是肿瘤后期的特征。这些结果表明，在癌症被诊断出的很多年前，驱动突变就出现了。这些结果决定了癌症的发展轨迹，也凸显了癌症早期检测的机会。
EMBL-EBI的博士后研究员Stefan Dentro说：“我们观察到，肿瘤细胞内染色体数目的变化通常发生在肿瘤进化的后期。不过，对于多形性胶质母细胞瘤，这些变化可能在诊断之前就已经发生了。在通常情况下，染色体数目异常的细胞不能存活很长时间，但有些细胞却可以做到，在很多年后才检测到肿瘤。”
共同通讯作者、弗朗西斯·克里克研究所的Peter Van Loo表示：“我们已经确定了多种癌症基因突变的时间表。对30多种癌症，我们现在知道了哪些具体的基因改变可能发生，以及何时发生。这些模式的解锁，意味着人们有望开发出更早发现癌症的新型诊断检测。”
了解导致癌症的突变序列和时间顺序，这可能有助于阐明癌症的发生机制，否则光凭癌细胞中的一堆突变，人们也无法理清整个过程。能够确定突变是早期发生还是晚期发生，这有助于癌症的早期诊断。未来人们可以筛选突变集合，以检测不同阶段的癌前细胞。（生物通 薄荷）
原文检索
Gerstung, M., Jolly, C., Leshchiner, I. et al. The evolutionary history of 2,658 cancers. Nature 578, 122–128 (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1907-7
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