［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
0 T: \! F1 @9 K3 KCancer Discov. Aug  2015

& z. u: h5 q2 t" m# W, g. o摘要
4 p* q: |, X% ?" |( M% K; l1.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
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
2 Y8 U+ \' j5 Z, C4.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
' n* k: c% v* A' b& S" L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
# C- R2 }8 \; _8 {, F' a2 V" a  ]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
8 V& Q5 o2 C  p" A" `! A  u& i3.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

Multi-tumor regions
方法

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：
- G2 x$ ]5 S' H9 N1.主干（蓝色，ubiquitous）突变：存在于肿瘤组织的所有部位
2 W0 l, j3 v" k6 }  N2.共享（橙色）突变：存在于1个以上的部位中
- _2 u. M; l4 A6 Q1 Q3.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
* Q  G( J0 E* H  s. _0 l后三类均属heterogenous突变
  C/ C4 i# d, a* _2 H4 t9 ?; U
) G" S9 K7 a7 U4 m0 P9 R4 [$ P其余7例患者的进化分析

" b0 q: F5 H6 t+ r; U% B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。

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。

, w& c6 W# K/ U" \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
3 E9 i% P- S7 t! I7 j
3 R' v' [* r  @. [7 P, H* a1 lM-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
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。
/ ?; B5 y2 z* p0 V+ H结果——突变频谱的时空解析
8 c( z0 h7 \' Z0 P" z9 W
Trunk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
) r) \; _) c% A, F* T- R
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
8 J3 J% B1 c7 ~- r4 }  L
3 g! J. p, E8 c5 X: [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。
5 }3 H% c+ M0 ?& Q& D6 O9 O+ \讨论
2 C5 ?) b, {/ ?- B3 ^% x7 E1.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
" G5 _2 o. p0 F8 Q. ~2.基因组扩增和TP53、CDKN2A等抑癌基因的突变是EAC的驱动事件
1 |; D3 x) Y& v6 D* |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
5 |; q  U* C/ G3 i/ B5 V4.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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