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控制所有癌转移的基因?Science揭秘:癌症在个体中的传播源于相同的突变

  日期:2018-09-12  来源:生物探索

迄今为止,大多数旨在解读癌症遗传变异的研究主要集中在原发肿瘤上。近日,来自斯坦福的科学家从转移性肿瘤出发,通过分析计算单个患者的多个未经治疗的肿瘤样本发现:最有可能导致癌症发展的驱动基因突变在每个癌转移患者中竟然是相同的!


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DOI:10.1126/science.aat7171


这一重要结果于9月7日以“Minimal functional driver gene heterogeneity among untreated metastases”为题发表在《Science》期刊。


由数十亿细胞组成的肿瘤充满了基因突变,另外,癌细胞和正常细胞在分裂时也会获得多重突变,因此识别对癌症发展有重大贡献的驱动基因突变对精准肿瘤学至关重要,可以让医生根据患者的基因组成来治疗癌症。


“医生可能会从原发肿瘤样本中发现驱动基因中的一些突变(称为突变X),然后用靶向该基因的药物实施治疗,以特异性杀死所有具有突变X的细胞,”通讯作者、斯坦福大学医学院Johannes Reiter博士说, “但是,如果这种特定的突变只存在于患者的一些转移瘤中呢?只有由X突变细胞组成的转移瘤才会对治疗产生反应;而那些未突变的X细胞则会继续生长;最重要的是,如果突变X在转移过程中不同,还会导致医生无法看到病人癌症是否得到缓解。”


“所以知道驱动基因突变在患者所有肿瘤转移中是否相同对我们非常重要。” Reiter说。


寻找真正的突变


驱动突变发生在已知参与肿瘤发生的基因中,例如通常控制细胞分裂的基因。突变后,这些基因可能会刺激细胞以不受控制的方式分裂,从而产生癌症。虽然在过去几十年中,已经发现了数百个跨癌症类型的驱动基因,但是只有少数突变被认为对个体癌症的发展很重要。


同样,也很难知道哪些突变是真正的罪魁祸首,哪些是偶然发生的无害突变。


为了观察驱动基因突变是否在患者癌症的所有转移中是相同的,Reiter和他的同事分析了来自8种不同癌症类型的20名患者的76个未治疗转移的DNA样本,确保每个人至少有两个不同的转移样本。


这就好比在队列中挑选出正确的嫌疑人,科学家们挑选出了已知驱动基因中发生的突变,并调查了这些突变是否在一个病人的所有样本转移中被发现。


通过对照大规模数据库分析他们的数据(这些数据库保存了25,000多种癌症的突变数据),他们发现,在一个人所有肿瘤转移中共享的驱动基因突变在先前排序的癌症中也经常发生突变,这表明这些突变是疾病的真正驱动因素,在癌症发展过程中发挥着关键作用。


科学家们还发现,没有在所有转移中共享的突变很可能是偶发突变,尽管它们也发生在驱动基因中,但可能在癌症发展过程中没有起到关键作用。Reiter说,这一发现将为理解和解释肿瘤活检提供新的途径。


确认常见的驱动基因突变

Reiter指出,目前来说,由于队列规模小,现在概括这些发现还为时过早。但是这项研究表明,来自单个转移瘤的肿瘤样本代表了患者癌症的全部功能驱动突变。接下来,Reiter希望将这项研究扩展到更多不同癌症类型的患者。Reiter说:“我们很少能够获得未经治疗的转移瘤,这对患者来说是幸运的,我们希望在更大人群中研究我们发现的概念。”


Reiter最后强调,对治疗样本的研究不能提供相同的癌症进化的机理见解,因为(临床)观察到的突变可能是治疗后的结果。 “我们想看看在处理20到30种癌症类型和数百个未经处理的样本时,关键功能驱动因素的想法是否成立。”



参考资料:

Same mutations underpin spread of cancer in individuals

Minimal functional driver gene heterogeneity among untreated metastases



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