［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
: V4 R) E: L; t  j+ xCancer Discov. Aug  2015

摘要
0 R2 H3 v2 f: j1 W2 X/ L' t1.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
" O8 K7 Y4 s9 G3.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
" ^$ M% P# K5 T4 j% a4.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
背景
, o6 K3 b' {  L4 R5 b1.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
( N- j; x* V; p$ C7 Q/ d0 a2.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
0 I& J( x9 \8 y( q3.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

' P$ A) X, s/ c6 gMulti-tumor regions
方法
4 `( I" O5 l3 B2 o
结果——体细胞突变的瘤内异质性
% {  _" g9 K. t5 D  [3 B

以EAC005患者为例
8 B  S5 t& V3 ^9 O3 |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：
! n# A4 ?# t$ f/ c2 ~1.主干（蓝色，ubiquitous）突变：存在于肿瘤组织的所有部位
" E/ h& L- R. f0 O- M2.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
% t% L" c7 S2 n1 d0 x/ H4.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

8 C0 S' I" p5 D2 g) F  D# F其余7例患者的进化分析

( ^; n% n* [( _0 e, V! i' m' X. U0 w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。
3 O9 A, r2 o! h5 e% q# k" U6 r- b
7 a# D# M7 h8 }7 S5 M/ }! J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。
$ y- C* p2 ^9 z
结果显示：
4 A5 _9 E& Z7 ]# U6 |- h1.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
2.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

8 z& G% y5 z9 RM-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
; H' ~/ @1 C8 A8 o2.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。
结果——突变频谱的时空解析
* ]- M7 r/ n  f- a4 @. M' ^' R' F
/ i1 ^  ~' P( [  C3 A, l2 GTrunk代表早期突变；Branch代表晚期突变
2 m( _  F" a; q! u2 p9 u. d结果显示： T>G突变随着肿瘤进化显著减少

$ {$ Q' C7 ^7 c5 ^! F; r8 Y# \3 u6 D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
! X, s8 F: T5 Y) V
& l7 n6 ~; ]  f1 f# }! @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。
) x9 C4 I* ~8 y9 J6 X讨论
7 m1 W3 f8 v) r, t# r7 a  v1.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
: _; s/ f9 L% ?3 k- }/ o3.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
  I& f. L  x+ ~( g+ w4.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
9 S2 s" a6 a9 R) X; f转自吉因加科技微信订阅号
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