科学家如何深度破解癌症基因组的奥秘？

此前，国际癌症基因组联盟（International Cancer Genome Consortium）向科学界公布了超过1万个癌症基因组的数据，利用这些数据科学家们就能够更好地从基因方面入手来了解癌症的发生及进展机制，这就为后期研究人员开发治疗多种癌症的新型靶向疗法提供了新的思路。

近年来，科学家们一直在深入进行癌症基因组学等相关研究，他们希望通过深入剖析能够鉴别出引发癌症的根本原因，那么如今在癌症基因组学相关领域的研究中研究人员都得了哪些成果呢？本文中小编对此进行了整理，分享给各位！

【1】PLoS Med：癌症基因组的延续：三阴性乳腺癌和癌症免疫疗法

doi：10.1371/journal.pmed.1002193

近日，一项刊登于国际杂志PLoS Medicine上的研究报告中，来自耶鲁大学的研究人员通过研究描述了三阴性乳腺癌的一种新亚型，相比其它难以治疗的疾病而言，这种类型的乳腺癌可能更容易进行治疗。

之所以称之为三阴性乳腺癌是因为这种乳腺癌缺少了一些和靶向性疗法反应相关的分子特性，文章中，研究者Hatzis及其同事对那些对细胞毒性化疗方法反应敏感性较好或较差的患者进行研究，对来自患者机体的肿瘤进行分析，同时研究者还通过全外显子组测序技术对29个病例进行研究，并且在后期患者的研究中证实了他们的研究结果。

研究者指出，携带新鉴别出的BRCA缺失的亚型患者往往会因为化疗而变得生存较好，但患者同时会承担高负担的突变以及新抗原的产生，而这些都会被免疫系统靶向作用，基于相关的研究发现，研究者表示，免疫疗法或许都能在BRCA缺失的三阴性乳腺癌患者机体中进行试验。

【2】Cell：全面解析大规模癌症基因组

doi：10.1016/j.cell.2014.09.050

来自癌症基因组图谱研究网络(The Cancer Genome Atlas Research Network， TCGA)的研究人员针对甲状腺癌（thyroid cancer）进行了综合分析，鉴别出了一些侵袭性肿瘤的标记物，这有可能为给予个别患者适当的治疗方法提供了更好的靶点。

研究结果表明，有可能可以基于一些遗传标记物将这一疾病进行重新分类，推动甲状腺癌更多地受益于精准施药。

“对于甲状腺癌基因组景观的这一认识将改进它的分类，改善分子诊断。这将帮助我们将那些需要积极治疗的患者与肿瘤不太可能会生长或扩散的患者区分开来，”密歇根大学医学院病理学教授Thomas J. Giordano博士说。

【3】Nature：揭示癌症基因组启动子突变数量显著增加机制

doi：10.1038/nature17437

在一项新的研究中，来自澳大利亚新南威尔士大学（UNSW）的研究人员发现DNA修复在我们的基因组的重要区域受到损伤，从而对人体修复DNA损伤的能力提供新的认识。

修复诸如紫外线辐射和香烟烟雾之类的能够导致突变的环境因素对DNA造成的损伤是阻止我们的细胞发生癌变的一种基本过程。

在这项研究中，研究人员分析了来自14种癌症类型的1161种肿瘤样品的2千万多个DNA突变。他们发现在许多癌症类型中，尤其是皮肤癌，发生在被称作“基因启动子”的基因组区域中的DNA突变数量特别高。重要的是，这些DNA序列控制着基因如何表达，而这又会决定细胞的类型和功能。相关研究结果于2016年4月13日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Differential DNA repair underlies mutation hotspots at active promoters in cancer genomes”。

【4】Nature：癌前基因组图谱计划或将开启 科学家将实现对肿瘤实时追踪

新闻阅读：Hunt for cancer 'tipping point' heats up

目前对成千上万个癌症基因组测序的全球数据库正在不断膨胀，有些科学家就认为，我们应当将目光转移到研究“青春期”时期肿瘤的DNA，即在肿瘤癌变之前对其进行深入研究。近日在华盛顿举办的美国癌症研究协会年度会议（AACR）上，研究人员就讨论了如何对癌变前期病变组织的基因组进行测序，而这些组织的异常生长有时就会进展成为成熟的癌症，相关研究结果就能够帮助研究人员确定合适的治疗方法，并且帮助开发一些新型疗法来阻断癌症发生恶性病变。

来自约翰霍普金斯大学的研究人员Elizabeth Jaffee表示，这项研究计划已经列入到了未来癌症研究计划清单几乎最顶端的位置上了，这也是我们开始对癌症研究领域进行完全研究的一项计划。当然这个想法还是下一个癌症“大科学”研究项目中的一个计划，同时该计划还能够借鉴癌症基因组图谱计划的研究策略。

但这种新型的癌前基因组图谱计划将会随着时间推移对癌症的进展进行研究，从理论上来讲其包含了相同肿瘤组织发展过程中的多个“快照”信息，研究人员也能够以此来确定什么样的改变会使得肿瘤越过临界点而恶性发展。

【5】Nature：揭示出胰腺神经内分泌肿瘤的全基因组图谱

doi：10.1038/nature21063

在一项新的研究中，来自意大利、英国、澳大利亚、中国和美国的研究人员揭示出正常情形下与乳腺癌、结肠癌和卵巢癌相关联的基因变化也能够促进一种罕见的胰腺癌产生。相关研究结果于2017年2月15日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Whole-genome landscape of pancreatic neuroendocrine tumours”。

这些研究人员发现每5名胰腺神经内分泌肿瘤（pancreatic neuroendocrine tumour， PanNET）病人就多达1人具有明显的癌症遗传易患性，即便这些患者没有这种疾病的家族史。

这些发现有望让人们有朝一日能够鉴定出有风险患上这种癌症的人、有风险患上这种疾病恶性形式的人，以及哪些人可能对当前的或新的靶向疗法作出反应。

【6】Nat Commun：全基因组关联性研究或助力前列腺癌PSA筛查技术重夺“霸主”地位

doi：10.1038/ncomms14248

来自加州大学旧金山分校和凯萨医疗机构的研究人员近日通过研究在健康男性机体中鉴别出了正常前列腺特异抗原（PSA）水平的遗传预测子，相关研究刊登于国际杂志Nature Communications上，该研究或能帮助改善基于PSA的前列腺癌筛查测试技术的准确性。

最近，被认为能够作为癌症早期检测典范的前列腺癌筛查PSA检测技术能够改善前列腺癌患者的预后，但在过去5年里，一系列研究表明，PSA检测技术似乎灵敏度不够，频繁的假阳性结果往往会导致过多不必要的医疗程序，而且假阴性结果也会给男性一种虚假的安全感；2012年，PSA检测技术被美国预防工作小组评为D级，而且这种检测手段也不再被一些保险公司所覆盖。

研究者John Witte博士指出，在过去几年里，PSA筛查越来越不再流行了，而且该技术的使用率不断下降，前列腺癌患者诊断的数量也开始下降；让很多人不安的是，被诊断的部分患者还会在后期阶段进行疾病诊断，从而就使得患者不再可能进行成功治疗了。当前PSA测试的一个主要问题就是对男性机体中产生的不同水平的蛋白质进行一刀切的方法来进行检测；本文研究中，研究人员利用新型的全基因组关联性研究对此进行分析，结果表明，通过重新考虑影响不同男性产生PSA水平的遗传突变，或许就能够使得PSA测试重新获得其在癌症预防领域的地位。

【7】Nature：鉴定出宫颈癌的新的基因组特征

doi： 10.1038/nature21386

在一项新的研究中，来自癌症基因组图谱研究网络（The Cancer Genome Atlas Research Network， TCGA）的研究人员鉴定出宫颈癌的新的基因组特征和分子特征。这将有助于对这种疾病进行分型，并且可能有助开发出最适合每名宫颈癌病人的靶向疗法。他们对178种原发性宫颈癌的基因组进行完整的分析，结果发现70%以上的宫颈瘤在一到两种重要的细胞信号通路中发生基因组变化。令人意外的是，他们也发现一小部分宫颈瘤并不表现出人乳头瘤病毒（HPV）感染的证据。相关研究结果于2017年1月23日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Integrated genomic and molecular characterization of cervical cancer”。

在全世界，每年有50多万新发宫颈癌病例和25多万宫颈癌死亡病例。美国国家癌症研究所代理主任Douglas Lowy博士说，“绝大多数宫颈癌病例是由致癌性HPV持续感染所导致的。多年来，已有有效地抵抗大多数致癌性HPV类型的预防性疫苗面世，接种它们有长期的潜力来降低宫颈癌病例数量。”

Lowy博士注意到，“然而，大多数在未来的几十年内患上宫颈癌的女性已超过推荐进行接种疫苗的年龄，因而将不会获得这种疫苗的保护。因此，宫颈癌仍然是一种急需有效疗法的疾病，而且除了HPV的基因之外，这项最新的TCGA分析可能有助在发现靶向宫颈癌基因组的重要序列元件的药物中取得突破性进展。”

【8】Nat Med：利用CRISPR-Cas9进行全基因组筛选找到胰腺肿瘤弱点

doi：10.1038/nm.4219

在科学家们建立了CRISPR-Cas9基因编辑技术之后，该技术得到了广泛利用。一些研究利用CRISPR-Cas9基因编辑工具进行基因筛选，在癌细胞内找到了一些可以用于开发潜在治疗方法的基因弱点。

最近，来自加拿大多伦多大学的研究人员在RNF43突变的胰腺导管腺癌（PDAC）细胞中进行了全基因组范围的CRISPR-Cas9筛选，并找到了可以用于治疗该类型癌症的潜在抗体药物。这种类型的PDAC依赖Wnt信号进行增殖。

在这项研究中，研究人员通过筛选发现一个有FZD5参与的Wnt信号通路对于携带RNF突变的PDAC细胞的增殖有重要作用，FZD5是人类基因组编码的10个Frizzled受体中的一个。研究结果表明该Wnt受体的表达水平存在背景依赖性特征。研究人员利用一组重组抗体检测FZD蛋白的表达，证实FZD5的功能特征无法通过蛋白表达情况来解释。

【9】Nature多篇亮点研究揭示膀胱肿瘤基因组突变中DNA修复及损伤的关键角色

doi：10.1038/nature12965

在过去几十年里，全世界的科学家们都在对癌细胞的基因组进行全方位解析，试图揭开驱动肿瘤生长的基因密码；随着对成千上万个在肿瘤细胞DNA中积累的基因突变进行精确分析，研究人员如今发现的致癌基因的数量越来越多了；近日科学家们就将研究目光转移到了其它关键问题上，即什么样的生物学过程会引发DNA发生突变？

来自麻省总医院的研究者Gad Getz说道，我们在患者肿瘤中发现的突变是一种融合形式，即是细胞中多个不同过程遗留下来的基因“遗骸”，我们并不知道什么过程是预先发生的，但利用复杂的计算机模型，我们就揭开了其中的机制，同时揭示了不同癌症发生的生物学机制，以及如何有效治疗癌症。

发表在Nature Genetics杂志上的一篇研究报告中，研究者Getz及其同事报道了他们对大约300个尿路上皮肿瘤的深度分析结果，尿路上皮肿瘤是一种膀胱癌，其每年影响着全球接近15万人的健康；文章中研究者揭示了一种已知DNA修复过程—核苷切除修复的新型角色，同时研究者还首次阐明了烟草在癌症发生中的基因组证据。

【10】PNAS：癌症基因组的“暗物质”或可诱发机体免疫反应

doi：10.1073/pnas.1517584112

近日，一项刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究论文中，来自美国西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine)的研究人员通过研究发现，癌细胞中的一类非编码RNA分子可以刺激引发机体免疫反应，这类非编码RNA分子具有和病原体类似的特性，由于其在癌症中可以表达并被放大，因此机体中所产生免疫反应或许就会影响癌症的发展。

这项研究开始于对基因组中暗物质的研究，基因组的暗物质是一类卫星DNA，其可以产生大量的非编码RNA（ncRNA），这类RNA分子并不会产生蛋白质，但却具有重要的调节作用；Benjamin Greenbaum博士指出，我们在人类和小鼠的癌细胞中发现了大量的ncRNAs，这些RNA分子存在于机体的垃圾DNA区域，在过去5年里，科学家们慢慢开始研究发现ncRNAs或许也具有重要的作用。

癌症似乎可以利用这些ncRNAs来刺激机体免疫反应，从而促进肿瘤的生长和生存，但研究者目前并不知道ncRNAs的具体功能；未来研究中或许会对这类分子进行定义，认为其可以帮助癌症发展，当然ncRNAs分子也可以被靶向作用来抑制其它分子或者利用ncRNAs作为标志物来理解癌症的进展。（生物谷Bioon.com）

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