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科学家公布迄今最完整癌症基因图谱,癌症个性化治疗拉开序幕

来源: 作者: 发布时间:2020-03-16


图源:美国哈佛大学网站

科技日本记者 刘霞

近日,“全基因组泛癌分析”联盟(PCAWG)完成了对38种不同肿瘤的全基因组分析,发布了迄今最完整癌症基因图谱,以前所未有的规模揭示了癌症的复杂性。

英国《金融时报》指出,最新研究拉开了癌症个性化治疗的序幕,有望大幅降低癌症这一世界第二大致死疾病的死亡率。

综合分析38种癌症

自2001年科学家对人类基因组测序后,肿瘤的全面基因组表征就成为癌症研究人员的主要目标之一,测序技术和分析工具的不断进步,也促使这一研究领域蓬勃发展。PCAWG联盟进行了迄今为止最全面、最雄心勃勃的癌症基因组荟萃分析。

据英国《自然》网站近日报道,来自37个国家的1300名科学家和医生参与了上述长达10年的国际合作项目,以前的研究集中于仅占癌症基因组1%的蛋白编码区域,而PCAWG联盟则探究了基因组其余99%的区域,其中包括调节基因活性的区域等,绘制出导致癌症病情恶化的许多基因突变的图谱。

PCAWG联盟总共对38种癌症进行了综合分析,对2658个全癌基因组进行了测序,并将它们与同一患者体内健康组织的基因组进行比较。通过追踪肿瘤与正常组织之间30亿个生物化学字母的区别方式,研究人员编目出与这些癌症相关的所有生物学途径。

研究结果发表于6日出版的英国《自然》周刊及其子刊,其中6篇发表于《自然》杂志、15篇发表于《自然》杂志子刊,对于理解癌症的整个遗传复杂性至关重要。

“司机突变”与“乘客突变”

项目负责人之一、英国桑格研究所的彼得·坎贝尔对《金融时报》表示:“这项研究有助于我们解决一个长期的医学难题:为什么两个患者看似罹患同一种癌症,但相同药物治疗会有截然不同的效果。我们发现,这些不同治疗效果的原因都包含在DNA中。”

坎贝尔解释说:“尽管每位患者的癌症基因组都是独一无二的,但存在一些DNA模式重复,因此通过足够大规模研究,我们可以识别所有这些模式,优化癌症的诊断和治疗。”

在研究中,科学家将癌症突变分为“司机”和“乘客”两大类。绝大部分突变属于“乘客突变”,它们不会“助纣为虐”给肿瘤提供什么帮助,但少量“司机突变”(通常为4到5个)——其中既有遗传密码的单个字母变异,也有染色体的大规模重排,会促使癌症恶化。

丹麦奥胡斯大学教授雅各布·斯科·彼泽森表示:“几乎所有癌性突变都有相同数量的‘司机突变’,这令人惊讶。但与理论一致的是,在开始出现问题之前,癌性肿瘤需要改变细胞内一定数量的生理结构。”

另外,此前有30%的肿瘤科学家无法解释的遗传原因,通过分析整个肿瘤基因组,参与PCAWG项目的科学家发现了更多“司机突变”,仅剩5%的肿瘤没有找到“司机突变”。

哈佛大学博德研究所癌症基因组计算分析小组负责人盖德·盖茨是PCAWG指导委员会成员,也是其中3篇论文的共同资深作者。他表示,随着测序成本不断降低,人们可以测序更多癌症基因组,而最新论文提供的数据、发现和方法将帮助科学家和临床医生标准化癌症基因组分析,“希望这一系列论文会成为分析整个癌症基因组的标准”。

将来为每位病人提供个性化治疗

据美国哈佛大学网站近日报道,此项研究还表明,某种癌症的早期突变通常是一致的,它们可以成为预防、早期发现甚至治疗这种癌症的标靶。

《金融时报》的报道指出,有鉴于此,科学家还开发了一种对癌症肿瘤起源进行“碳定年法”的新方式,能够在癌症出现数年或数十年前识别细胞内发生的早期突变,从而为提早在出现任何症状之前进行检测提供了可能性。

项目负责人之一、英国弗朗西斯·克里克研究所的彼得·范隆表示:“对于30多种癌症,我们现在知道可能会发生哪些特定的基因变化,以及这些变化可能于何时发生。发现这些规律意味着,现在有可能开发出新型诊断检测手段,大大提前发现癌症的蛛丝马迹。”

另外,医生还可以根据基因组直接识别肿瘤类型,帮助定制治疗方案。坎贝尔预测,在几年内,接受治疗患者的癌症基因组“将被测序,然后医生会将其与癌症基因组知识库进行匹配,从而为患者制定最佳治疗方案。”

盖茨表示,这些研究距离列出所有致癌突变更近了一步,未来,肿瘤学家可以使用这些知识探明病人患癌的原因,为每位患者提供个性化治疗。

盖茨说:“我希望有朝一日,我们可以厘清每位癌症患者为什么患癌,哪些‘幕后黑手’在驱动肿瘤生长,以及我们如何进行治疗。”