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Nature重要成果:绘制癌症的全面分子图谱

2012.9.24

  根据一项获得美国国立卫生研究院(NIH)支持的新研究发现一种乳腺癌亚型与难治性高分级浆液性卵巢癌具有许多共同的遗传特征。研究结果表明两种癌症具有相似的分子起源,这可能推动比较乳腺癌和卵巢癌亚型的治疗学数据。

  研究人员利用癌症基因组图谱(TCGA)生成的部分数据,根据来自825名乳腺癌患者样本的综合特征鉴定描述了对四个标准分子亚型的新认识。

  这些研究获得了来自NIH下属的美国国家癌症研究所(NCI)和国立人类基因组研究所(NHGRI)的经费支持,相关论文在线发布在9月23日的《自然》(Nature)杂志上。

  “TCGA对于他们高质量样本的综合特征鉴定使得研究人员能够对这些乳腺癌亚型获得前所未有的认识,”NIH主任Francis S. Collins博士说。

  基因组数据分析证实存在有4种主要的乳腺癌亚型:每一种都具有其独特的生物学和生存观。以大量的乳腺癌样本为基础,这些TCGA研究结果获得了基因组改变的全面图谱。这四组乳腺癌的固有亚型是:HER2富集(HER2E)、管腔A型(LumA)、管腔B型 (LumB)和基底样(basal-like)。发现的第五种亚型称作正常样(Normal-like),因为数量少(只有8个样本)研究人员无法严格地对其进行研究。

  TCGA研究网络揭示了基底样亚型和浆液性卵巢癌之间显著的基因组相似性。两种癌症类型的突变谱或基因组突变类型及频率很大程度上相同。进一步的研究发现了一些额外的共同基因组特征,例如基因突变频率,表明不同的基因组变异可以集中于有限数量的癌症亚型。

  计算分析表明基底样乳腺癌和浆液性卵巢癌可能都对抑制血管生长、切断肿瘤血供的药物以及靶向DNA修复的化合物,其中包括诸如顺铂等化疗药物敏感。

  基底样亚型也被称作三阴性乳腺癌,这是因为许多(但并非全部)的基底样肿瘤三种受体测试均为阴性,包括雌激素受体、孕激素受体和人类表皮生长因子受体2 (HER2)。这些受体可以触发有力的生长反应,并像名牌一样起作用辨识细胞至环境。缺乏这些受体意味着靶向它们的治疗将极可能是无效的。

  “在乳腺癌的一个主要亚型中发现了卵巢癌的分子相似性,为我们比较这两种癌症的治疗和结局提供了更多的支持。这一遗传信息的无主宝藏需要详细地展开研究以确定我们如何能够在功能上和临床上利用它。”

  根据世界卫生组织(WHO)统计,全世界每年大约有130万新增乳腺癌病例和45万死亡。乳腺癌是妇女最常见的癌症。大多数病例是散发的,这意味着没有乳腺癌家族史,与遗传性乳腺癌中基因使得某人易于罹患这一疾病相反。男性也会形成乳腺癌,但其占乳腺癌病例的不到1%。

  具有HER2的乳腺肿瘤称作HER2阳性,没有的则称作HER2阴性。当研究人员分析来自标准细胞检测确定为HER2阳性肿瘤的基因组研究结果时,他们发现只有一半的样品特征上属于HER2E亚型。另一半的特征为Luminal亚型,表明临床上定义的HEF2阳性肿瘤至少存在两种类型。

  一般来说,管腔型(Luminal subtype)具有最低的总突变率,但相比之下,具有最大数量显著突变的基因。这表明在管腔型中每个被确定为显著突变的基因都更有可能对推动癌症进程起重要作用。这些管腔型以特异表达多个所谓的转录因子基因包括ESR1、GATA3、FOXA1、XBP1和cMYB的标记为特征。这些基因具有复杂的相互作用,在一系列有组织的激活作用中协作。GATA3和FOXA1经常发生突变,但这些突变是相互排斥的,这意味着这些突变要么是在GATA3或FOXA1 中看到,而不会同时存在于两者。但ERS1 和XBP1就只是高表达而很少突变。

  TCGA计划的规模使得研究人员能够展开综合分析,检测这些基因组改变和相互作用的复杂模式。这种对癌症基因组的密切调查将促成更深入地了解癌症进程必需的突变,在该研究中还鉴别了几个新的候选突变。作者们期望发现这些突变将是朝改善乳腺癌治疗迈出的关键的一步。

  这篇论文将焦点放在了与825名乳腺癌病例数据有关的一个综合分析生成的研究发现上。这些数据是从TCGA数据库(TCGA Data)免费获取。

  “由TCGA计划生成的数据组成了一个庞大的资源,研究人员未来数年将一直从事这些资源的分析工作。关于乳腺癌基因组的信息资源将无疑推动癌症研究团体无数的研究发现,”NHGRI主任Eric D. Green博士说。

  迄今为止,癌症基因组图谱研究网络已经发布了以下癌症的分析结果:

  •多形性胶质母细胞瘤

  •卵巢浆液性腺癌

  •结直肠腺癌

  •肺鳞状细胞癌

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