癌癥基因組圖譜計劃(TheCancerGenomeAtlas,TCGA)是國際癌癥基因組聯(lián)盟(InternationalCancerGenomeConsortium)最大的項目。該項目于2006年啟動,耗資1億美元,目的是繪制1萬個腫瘤基因組圖譜。如今來自16個國家的科學家合作完成了該項目,揭示了近10000個與癌癥相關的基因突變。下一步科學家們該做什么又該如何去做呢?一些科學家希望繼續(xù)去關注測序相關研究,而另一些研究者則希望去探索他們所發(fā)現(xiàn)的這些突變是如何影響癌癥的發(fā)生和發(fā)展的。
本文中小編匯總了近年來癌癥基因組相關的研究。
【1】Nature:大規(guī)模解析21種癌癥基因組
大多數(shù)癌癥基因都是以中等頻率發(fā)生突變的,在某一具體腫瘤類型的五個樣本中發(fā)生突變的不到一個,所以對癌癥基因的準確識別需要基于大規(guī)模取樣,以便將突變率的這種異質(zhì)性考慮進去。
現(xiàn)在,由麻省理工-哈佛博德研究所(BroadInstituteofMITandHarvard)領導的一個研究小組針對21種癌癥類型開展了大規(guī)模分析,這項里程碑式的研究揭示癌癥突變的世界遠比以前認為的要大得多。通過分析數(shù)以千計的患者腫瘤基因組,研究人員發(fā)現(xiàn)了許多的新癌癥基因,將與這些癌癥相關聯(lián)的已知基因目錄擴增了25%。
此外,這項研究表明還有許多重要的癌基因有待發(fā)現(xiàn)。這項研究工作為未來的癌癥
藥物研發(fā)奠定了重要的基礎,也證明了利用10萬個患者樣本來構建大量癌癥類型的綜合癌基因目錄是可行的。相關研究論文刊登在了近期出版的《自然》(Nature)雜志上。
【2】Cell:全面解析大規(guī)模癌癥基因組
來自癌癥基因組圖譜研究網(wǎng)(TheCancerGenomeAtlasResearchNetwork,TCGA)的研究人員針對甲狀腺癌(thyroidcancer)進行了綜合分析,鑒別出了一些侵襲性腫瘤的標記物,這有可能為給予個別患者適當?shù)闹委煼椒ㄌ峁┝烁玫陌悬c。
研究結(jié)果表明,有可能可以基于一些
遺傳標記物將這一疾病進行重新分類,推動甲狀腺癌更多地受益于精準施藥。
“對于甲狀腺癌基因組景觀的這一認識將改進它的分類,改善分子診斷。這將幫助我們將那些需要積極治療的患者與腫瘤不太可能會生長或擴散的患者區(qū)分開來,”密歇根大學醫(yī)學院病理學教授ThomasJ.Giordano博士說。
在過去的30年里甲狀腺癌的發(fā)病率提高了3倍,它是美國最快速增長的癌癥。盡管這些腫瘤通常生長緩慢,且結(jié)合手術、甲狀腺激素和放射性碘很容易進行治療,一些患者將會形成更為侵襲性和致命性的甲狀腺癌。
在這一發(fā)表在《細胞》(Cell)雜志上的文章中,研究人員分析了近500個甲狀腺癌樣本,鑒別出了所有起作用的遺傳突變。他們發(fā)現(xiàn)了一些新的癌基因以及現(xiàn)有基因的一些新變異。
【3】“10,000個癌癥基因組計劃”宣告完成
旨在繪制出1萬個腫瘤基因組景觀圖譜的美國重大科研項目——“癌癥基因組圖集”(TheCancerGenomeAtlas,TCGA)計劃已正式宣告結(jié)束。這一于2006年啟動,耗資1億美元的研究項目現(xiàn)在是國際腫瘤基因組協(xié)作組(InternationalCancerGenomeConsortium,ICGC)研究計劃最大的組成部分,來自16個國家的科學家們相互協(xié)作已發(fā)現(xiàn)了近1000萬個癌癥相關突變。
現(xiàn)在最大的問題是下一步要做什么。一些研究人員希望繼續(xù)將焦點放在測序上;另一些研究人員則更愿意擴展他們的研究工作,來探索發(fā)現(xiàn)的一些突變影響癌癥形成與發(fā)展的機制。
這項計劃的早期倡導者、冷泉港實驗室負責人BruceStillman說:“TCGA應該告竣并宣布取得勝利。但總是會有一些新的突變被發(fā)現(xiàn)與某種特定的癌癥相關。問題是:成本收益比率如何?”
這一最初預期三年的計劃,延長了5年多的時間。2009年,它獲得了來自美國國立衛(wèi)生研究院追加的1億美元以及來自聯(lián)邦刺激基金的1.75億美元資金資助。這一計劃一開始便面對著重重困難。在當時,測序技術只適用于快速冷凍的新鮮組織。
【4】Cell:癌癥基因組計劃再取重要成果
來自德克薩斯大學MD安德森癌癥中心的研究人員稱,他們將最致命的皮膚癌類型――黑色素瘤分為了4個不同的基因亞型,這一研究發(fā)現(xiàn)有可能會在尋求個體化醫(yī)療領域體現(xiàn)它的價值。這項研究是癌癥基因組圖譜計劃(TCGA)的一個組成部分,研究人員將他們的成果發(fā)布在6月18日的《細胞》(Cell)雜志上。
研究人員通過分析從331名患者處獲得的樣本,根據(jù)突變情況定義了4個黑色素瘤亞型:BRAF、RAS、NF1和Triple-WT。這項研究工作是由來自5個國家的300多名研究人員通過國際協(xié)作付諸5年的時間完成。
外科、外科腫瘤學教授JeffreyE.Gershenwald博士說:“開發(fā)出了一些有效的靶向療法是臨床處理晚期黑色素瘤患者取得的一項重大成就。通過這一黑色素瘤綜合分類法我們構建出了一個框架,可將之用于靶向和免疫治療領域中進一步個體化治療決策,及開發(fā)出更有效的預后及預測模型來指導如何護理患者。”
【5】Cell&NEJM:全球癌癥基因組圖譜計劃又一研究突破闡明致死性腎癌的發(fā)病機制
最近,發(fā)表在國際雜志theNewEnglandJournalofMedicine上的一篇研究論文中,來自從事癌癥基因組圖譜(TheCancerGenomeAtlas)研究計劃的科學家通過進行研究,對第二種常見類型的腎癌的兩種類型進行了分子特性的分析,并且對這種常見類型的腎癌進行了不同的分類。
每年乳頭狀腎細胞癌(Papillaryrenalcellcarcinoma)在常見腎癌中的發(fā)病率就占到了15%至20%,長期以來這種腎癌被分為1型和
2型,但研究者對于引發(fā)乳頭狀腎細胞癌發(fā)生的遺傳和分子原因知之甚少,而正因為此也一直沒有有效的療法來幫助治療乳頭狀腎細胞癌。
文章中,研究者HuiShen博士表示,乳頭狀腎細胞癌為科學家們提出了一個特殊的問題,即在某些病人中,疾病雖然沒有任何痛感,但卻已經(jīng)廣泛擴散于患者的腎臟中了,而在其他病例中,單一的損傷或許是極度惡性的;本文研究中研究者不僅為臨床醫(yī)生們提供了其所需的基于臨床結(jié)論的研究數(shù)據(jù),而且還為開發(fā)新型靶向療法來更好地治療乳頭狀腎細胞癌亞型提供希望。
【6】Nature公布800個癌癥基因組
來自癌癥基因組計劃的科學家們近期報告了他們最新的癌癥基因組研究成果,他們公布了800個乳腺癌的遺傳特征,包括發(fā)現(xiàn)了導致乳腺癌最常見的形式的遺傳原因,為新的治療靶點提供線索,并確定乳腺癌和卵巢癌一種亞型之間的分子遺傳相似性。
這項研究結(jié)果有助于更全面的了解每種乳腺癌亞型背后的分子機制,相關成果公布在Nature雜志上。
其中來自北卡羅萊納大學教堂山分校等處的研究人員利用兩種基本方法分析了腫瘤:首先,他們采用一個公正的全基因組方法,其次主要是基于四種之前已知的乳腺癌分子亞型。
這兩種方法都獲得了同樣的結(jié)論——即使乳腺癌患者存在極大的遺傳多樣性,但也只有四種主要的亞型。這項研究也首次整合了來自6種分析技術的信息,因此為這些之前已定義的疾病亞型提出了新見解。
研究者CharlesPerou說,“通過使用多種不同的技術,我們收集到了迄今為止最完整的乳腺癌多樣性,這些研究??對于所有乳腺癌患者具有重要的意義,也驗證了之前許多研究結(jié)果。更重要的是,我們更好的了解了最常見的乳腺癌形式的遺傳成因,還發(fā)現(xiàn)了Basal-like乳腺癌和卵巢癌之間的一個驚人的相似性。”
【7】Nature全球最大規(guī)模癌癥基因組數(shù)據(jù)公布
為了促進癌癥等疾病的研究,圣猶大兒童醫(yī)院-華盛頓大學兒童癌癥基因組計劃公布了迄今為止最大的人類癌癥基因組全面數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)將免費提供給全球的科學團隊。所公布的信息數(shù)量是目前能從所有人類基因組資源中獲取的高覆蓋,全基因組數(shù)據(jù)的兩倍之多,這些信息不僅能幫助癌癥研究人員,而且對于其它疾病的研究人員來說,也十分有價值。其中一部分數(shù)據(jù)目前公布在5月29日的NatureGenetics雜志(ThePediatricCancerGenomeProject)上。
公布的520個基因組序列包含260個兒科癌癥患者的腫瘤樣品,以及相應對照的正常樣品,兒童癌癥基因組計劃希望能到今年年底,完成1200個基因組序列的測定。
每個樣品都需要在30倍覆蓋度水平上進行測序,以確保最大的精確度,圣猶大兒童醫(yī)院的研究人員分析了這些基因組數(shù)據(jù),找出每個兒童正常和癌變細胞中的差別,從而了解最致命兒童癌癥中超過一半以上的致病原因,目前已有許多關鍵的成果發(fā)表在各大頂級雜志上。
圣猶大兒童負責這一項目的科學主任:JamesDowning介紹說,“這方面的努力已經(jīng)獲得了比我們原來預期更多的發(fā)現(xiàn)”,“我們希望能將這些信息公開,讓更多的科學團隊看到,這樣我們就能研發(fā)更多治療這些兒童的新方法。并且在我們自己分析這些數(shù)據(jù)之前,就公開了信息,我們希望能其他研究人員能利用這些豐富的資源,探索兒童和成人其它許多類型的疾病。”
【8】Cell:癌癥基因組啟示錄
來自哈佛麻省Broad研究院的著名遺傳學家EricS.Lander教授與另外一位學者完成了題為“LessonsfromtheCancerGenome”的文章,介紹了癌癥基因組的系統(tǒng)性研究進展,概況了在細胞信號傳導,染色體和表觀遺傳調(diào)控等方面發(fā)現(xiàn)的新癌基因,并指出了未來還需要進一步探索的研究方向。
Lander教授是Broad醫(yī)學院的創(chuàng)始人之一,人類基因組計劃領導者之一,美國科學院院士。這位學者已經(jīng)連續(xù)八年登上了湯姆森路透ScienceWatch公布的引用熱門作者排行榜,2011年他發(fā)表了論文14篇,其中多篇屬于引用數(shù)最多的生物學論文。
在2001年完成人類基因組測序后,許多的研究人員立即將目光放到了利用這些信息來更好地了解遺傳學上。近幾年里,癌癥基因組系統(tǒng)研究成果大量涌現(xiàn),這些成果發(fā)現(xiàn)了不少之前未知的新癌基因,這些基因會影響細胞信號傳導,染色質(zhì),表觀調(diào)控,RNA剪接,蛋白的動態(tài)平衡,新陳代謝,以及細胞系成熟。
但是Lander教授也表示,“總體來說,癌癥基因組學研究還處于起步階段,我們還需要進行大量的研究工作,完成原發(fā)性腫瘤,以及癌癥整個發(fā)展史中的突變目錄;在常見基因組突變和可變途徑,以及可獲得性細胞易感性間搭建起橋梁;將這些信息用于指導新治療方法的開發(fā)和應用。”
【9】Nature子刊:癌癥基因組分析的新浪潮
肺癌與乳腺癌不一樣,與胰腺癌也不一樣,然而根據(jù)發(fā)表在NatureGenetics的兩項最新研究表明在分子水平上它們具有許多相同之處。
這項“泛癌癥”研究針對12種不同類型的腫瘤3000多個基因組進行了分析,尋找跨越組織界限的癌癥共同特征。初步的研究結(jié)果揭示,超過100個基因組區(qū)域有可能包含從前未發(fā)現(xiàn)的藥物靶點,并為建立一種新的腫瘤分類法從而讓個別患者得到更為匹配的治療,以最大的可能性緩解他們的癌癥奠定了基礎。
將不同器官的癌癥歸并到一起,有可能獲得關于引起疾病的一些共同信號通路的新認識。這也使得研究人員數(shù)據(jù)集中的樣本數(shù)量相應增加。樣本數(shù)量越多,往往意味著具有更大的統(tǒng)計效力來尋找與癌癥相關的基因組改變。
安大略癌癥研究所所長TomHudson說:“這是新一波的癌癥基因組分析浪潮。它賦予了我們更大的能力來檢測單次分析單個腫瘤類型可能錯漏的共同特征。”
這一方法還推動了越來越多的研究工作不僅根據(jù)器官起源,并基于它們的分子特征來對腫瘤進行分層——隨著
制藥公司推出新一代的癌癥療法靶向治療具有特異遺傳突變的腫瘤,這一方法正發(fā)揮著越來越重要的作用。
【10】Cell:傳染性癌癥基因組測序
來自英國Sanger研究院,IlluminaCambridge公司等處的研究人員發(fā)表了題為“GenomeSequencingandAnalysisoftheTa
smanianDevilandItsTransmissibleCancer”的文章,完成了一種傳染性癌癥的基因組測序,并從中發(fā)現(xiàn)了一些突變,解析了這種癌癥的來源,以及如何變得具有傳染性的。相關成果公布在Cell雜志上。
這種癌癥主要發(fā)生在世界上最大的肉食性有袋動物:袋獾身上,這種動物也被稱為塔斯馬尼亞惡魔(TasmanianDevil),現(xiàn)今只分布于澳大利亞的塔斯馬尼亞州。袋獾是袋獾屬中唯一未滅絕的成員,其在研究領域最著名的就是袋獾面部腫瘤疾病。
袋獾面部腫瘤是一種獨特癌癥,常出現(xiàn)于袋獾面部或嘴部,但通常會擴散至袋獾的內(nèi)臟,它與另外一種在犬類中傳播的惡性腫瘤是世界上僅有的兩種可通過上述方式傳播的癌癥。
這項研究揭示了這種能通過撕咬在動物間傳播的腫瘤的奧秘,首次針對一個雌性袋獾的單細胞進行分析。這個雌性袋獾被稱為“永恒惡魔(TheImmortalDevil)”,因為其死于15年前,但它的DNA仍然在傳染癌細胞系中流傳。