［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
& l) b5 _/ `  f( m9 m! H0 zCancer Discov. Aug  2015

! H- E8 \4 e0 j. S9 i9 @1 E摘要
) e5 j7 G" ]8 C1.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
3 n, z' [8 b- z$ V2.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
3.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
: f( @; \8 D9 }- r4.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
3 c) _0 g0 d6 R$ k" w' p* `背景
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
2.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
( y5 S2 a& Y$ L" K+ x& o8 P$ b
1 o: J* T/ R2 G+ s* vMulti-tumor regions
方法
) `  g! y. @; l/ G. |
9 C2 a& E# `7 \) c结果——体细胞突变的瘤内异质性

以EAC005患者为例
/ D) @% U# E* Q# C5 {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
, K& l8 `% V2 ]( ^! }; K# O6 t2.共享（橙色）突变：存在于1个以上的部位中
- u4 [$ ~. x+ I/ a3.NAC前的独有（红色）突变：仅存在NAC前的1个部位
4.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
7 `6 v4 Y& S5 Y/ x$ d
其余7例患者的进化分析

4 [" W1 O4 J3 Z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。
8 E6 X3 I0 J8 Z! r4 {
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。

* M, r, s/ n# t结果显示：
* R6 x9 u6 V. o- n9 S/ `( \" A1.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
* w% ]' Y! n" L! r3 X4 G. e( J, s
M-seq结果还显示EAC样本中还存在大量的拷贝数变异
" Y0 s" m$ U9 K, _9 t1.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
2.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

- @' v6 _! e; J4 g; H! mTrunk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

- |8 C; H' w# }6 L2 b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

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。
讨论
7 R% T+ z# c; ?6 n6 o1.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.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
, e( K; H1 G0 ^, @+ P1 y* _转自吉因加科技微信订阅号
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