［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
4 p3 h; }9 a4 W, t1 t9 @Cancer Discov. Aug  2015

摘要
  t; E* Z3 ]6 i, T: A: O, ~1.文章展示了食管腺癌（EAC）的进化频谱，表现为复杂的驱动突变、平行进化以及基因组加倍
2.阐明异质程度与新辅助治疗（NAC）疗效的相关性：异质性低的宿主，NAC疗效更好
4 ?0 x# i' g$ o$ y; d; j, B3.多部位测序（M-seq）显示：CTT区域的T>G突变随着肿瘤进化显著减少；含铂的NAC会增加CpC区域的C>A突变
' u& K+ f5 |& O/ t+ G; |4.基因组不稳定性是EAC进化的早期事件，会导致化疗过程中产生可靶向的原癌基因扩增，为未来的治疗方案提供理论基础
) j) ^7 [) V6 V/ ~' \背景
# A4 m* T6 G! l5 b' m1 z. z8 `1.食管癌预后不良，过去20年EAC在西方国家的患病率显著上升
3 w/ n, `7 d: N. k$ [/ W2.手术前NAC治疗能够改善患者预后，但是50-60%的肿瘤对治疗耐药
3.对单个肿瘤多部位的M-seq数据进行进化分析，可以区分存在于所有部位的早期突变
, `* L0 T; n7 E! j
Multi-tumor regions
1 t( e9 N) E/ w$ p  Z方法

. o$ s1 b1 }# I5 I! V结果——体细胞突变的瘤内异质性
4 @/ G8 q& {: x3 @& ?, G3 A

以EAC005患者为例
对NAC前后的突变频谱进行进化分析（parsimony ratchet method），可将突变分为四类：
1.主干（蓝色，ubiquitous）突变：存在于肿瘤组织的所有部位
2.共享（橙色）突变：存在于1个以上的部位中
3.NAC前的独有（红色）突变：仅存在NAC前的1个部位
' k) M( U8 m$ w$ N  L  S: N& b4.NAC后的独有（绿色）突变：仅存在NAC后的1个部位
后三类均属heterogenous突变

其余7例患者的进化分析

异质程度与新辅助治疗（NAC）的疗效相关：化疗前异质性越低的宿主，NAC疗效越好。

! a' v' c- f) {4 M" h为了定量分析肿瘤细胞中的SNVs，作者整合了三个变量（拷贝数，VAF和肿瘤负荷）来计算Cancer Cell Fraction (CCF)，并且将SNV进行聚类。

结果显示：
1.单一部位取材不能准确分析克隆频谱，因为一些热点突变仅存在于某个部位且显示出高CCF，如EAC001患者中的SLC39A12 pA44E突变
( m: J2 J' w8 z6 B2.通过不同部位的共享突变位点个数，可以判断部位间的空间距离，如EAC001患者的R2离R1比R4更近

M-seq结果还显示EAC样本中还存在大量的拷贝数变异
1.超过40%的变异来自于扩增（A），说明基因组扩增是肿瘤进化的早期事件
/ T) N. u# W* i3 p2.通过与TCGA中ESCA的数据进行比对，发现有15个片段在至少一个肿瘤中存在扩增。这些片段大多对应可作为靶点的原癌基因。
; _' o' q- w  O结果——突变频谱的时空解析
4 Q3 n/ |+ k8 l" x5 B" h! {* _6 _
& X  a6 g" H: Y8 ]" j- hTrunk代表早期突变；Branch代表晚期突变
结果显示： T>G突变随着肿瘤进化显著减少

, q8 l4 `( _# i! G5 L接受含铂药物的NAC治疗会产生特异的分子标签， C>A突变增多
) y0 ~5 N/ z& v4 U* G  k
/ Z/ S5 `8 p0 ?) M; @4 \本文从时间（新辅助前后）和空间（多部位测序）两个维度对食管癌的分子进化图谱进行了阐述和解析。
8 \0 A  B2 @! k! x7 y- f, J讨论
1.EAC的单样本检测会低估肿瘤异质性和突变负荷。虽然M-seq检测到的总突变中位数远高于单个部位检出的突变，但仍然只检到肿瘤的局部
2.基因组扩增和TP53、CDKN2A等抑癌基因的突变是EAC的驱动事件
3 d% C4 _3 \; X/ G4 k$ C6 Y; ?3.原癌基因的扩增普遍存在且不受含铂药物的干扰，但有可能成为新药物靶点
4.NAC的纵向实验可能进一步解析瘤内异质性与细胞毒反应及复发的关系，用来预判治疗耐药以降低治疗的医源性影响
转自吉因加科技微信订阅号
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