［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
! w, @3 L+ D- ~0 m# u9 NCancer Discov. Aug  2015

: J7 Z, S4 ~& w7 S1 e7 }! L摘要
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
8 R; H/ V0 _/ o! W" b- f% o  d2.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
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
  t0 G% C. D4 [& J背景
8 o, j; H% @6 I' e7 a9 O; n0 W1.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

2 E& `: I% y" W+ uMulti-tumor regions
$ x# B# h8 [  n; ^3 Q2 K" K方法
: F! m2 ^2 m+ ?. h* i1 K
4 M7 c/ p6 ~/ N  G' h# I+ r结果——体细胞突变的瘤内异质性

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
4 S( _9 v* b$ v2 U3.NAC前的独有（红色）突变：仅存在NAC前的1个部位
: K1 \* k# z" a1 g$ ^$ ^$ v$ |4.NAC后的独有（绿色）突变：仅存在NAC后的1个部位
; C7 O* U% i* w" c# k0 l/ N) A2 k后三类均属heterogenous突变
* X, L# z! w+ ?1 D/ }+ [/ K
7 ^& ]/ [3 ~, T9 J/ `- j& Z# v% W其余7例患者的进化分析
8 Y4 i: F9 }! r1 m& O1 ^8 S% E
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。
7 T% e* x- Z1 V& V$ d6 D& a# v
6 m$ n7 f9 u# c5 c  ~9 R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
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
6 y; X! C% _5 N0 N" k. F
M-seq结果还显示EAC样本中还存在大量的拷贝数变异
* R, F5 e* k+ y) ?. ]! w1.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
8 m9 M* U" H9 z3 a! \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。
; c9 |% Y- c$ V7 o$ s结果——突变频谱的时空解析

7 Y) f4 ?9 L7 `, I, J# tTrunk代表早期突变；Branch代表晚期突变
+ Z( @0 G- s1 D* [1 J6 I结果显示： T>G突变随着肿瘤进化显著减少
9 ~$ T. |3 d5 p/ u( g3 z0 \6 S5 L
8 U' I: q  w" Z$ k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
( l9 B+ ~# ~* ?$ r3 K) d
7 d' t7 S; D5 w  }& r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。
9 r: `. o5 t% h) U3 V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
6 J7 F8 f) q" P( ]/ ~2.基因组扩增和TP53、CDKN2A等抑癌基因的突变是EAC的驱动事件
2 `' W* M5 R! d" \/ Q$ E3.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
3 Y( [# Z. |7 o