全基因组分析,一张全图看到底

全基因组鉴定分析人类癌症预后生物标志物

  准确区分侵袭性癌症和惰性癌症的能力是预测患者风险的基础,并可以指导关键的治疗决策。对于良性癌症,谨慎等待和/或手术切除可能是合适的,而浸润性癌症可能需要使用细胞毒疗法进行多模式治疗,这种疗法本身就会导致相当大的发病率。癌症治疗不足和癌症过度治疗都已被确定为患者死亡的重要来源,突显出迫切需要提高我们准确识别患有最具侵袭性恶性肿瘤的患者的能力。

 

全基因组鉴定和分析人类癌症的预后特征

  耶鲁大学医学院的研究团队为预后生物标记物分析建立了丰富的资源,并阐明了患者生存数据在临床前癌症研究和治疗开发中的应用。癌症的临床决策依赖于对患者风险的准确评估。为了提高我们识别最具侵袭性的恶性肿瘤的能力,研究者使用来自10884名患者的基因表达、拷贝数、甲基化和突变数据构建了全基因组生存模型。

  研究者确定了100000多个重要的预后生物标记物,并证明这些基因组特征可以在临床上不明确的情况下预测患者的预后。虽然不利的生物标记物通常被认为代表癌症驱动基因和有希望的治疗靶点,但研究者表明,与较短生存时间相关的癌症特征不会对癌基因或成功的药物靶点产生丰富作用。相反,最强的不良生物标志物代表了广泛表达的细胞周期和基因,相应地,几乎所有针对这些特征的治疗都在临床试验中失败了。

全基因组测序数据鉴定替换突变特征

  突变特征是在肿瘤发生过程中起作用的DNA损伤和修复过程的印记,使人们了解每名患者所患癌症的环境原因和内源性原因。癌症基因组测序研究允许对突变特征进行探索。在一项新的研究中,来自英国剑桥大学的研究人员调查了多种肿瘤类型的大量经过全基因组测序的癌症,比以前的研究多得多,以便全面加强他们对突变特征的理解。

人类癌症中体细胞突变模式的全基因组概要

  研究团队对通过英国国家卫生服务系统为十万人基因组计划前瞻性地收集的12222例经过全基因组测序的癌症进行突变特征分析。他们在每个器官中独立鉴定了单碱基替换(SBS)和双碱基替换(DBS)突变特征。利用这个特别庞大的队列,他们开发了一种方法来加强对常见突变过程和罕见的、低频率的突变过程的区分。

  研究团队通过对两个公开的队列的数据:国际癌症基因组联盟的3001例原发性癌症和哈特维希医学基金会的3417例转移性癌症,进行独立分析来验证他们的发现。他们通过比较和对比独立得出的组织特异性突变特征,并进行聚类分析,将来自不同组织的可能由类似过程引起的突变特征联合起来,从而产生了一组参考突变特征。

基因组新见解将有助于预防、诊断和治疗癌症

  癌症这种毁灭性的疾病是由我们的:我们所有细胞的指令手册发生的变化所造成的。自从科学家们首次公布人类基因组序列以来,已经过去了20年。这一重大成就之后的重大技术进步,使我们今天能够非常详细地读取我们DNA的多层信息:从细胞癌变时发生的DNA的第一个变化到晚期肿瘤的复杂微环境。如今,为了加快对癌症患者的发现,我们需要新的方法来汇集我们产生的不同类型的复杂数据,以提供对癌症进化的生物学新见解。

 

  如今,日本国家癌症中心研究所基因组学部、新加坡基因组研究所和澳大利亚加文医学研究所的研究团队,回顾了我们目前可以从分析DNA的全部复杂性中获得癌症新见解,并确定了我们需要解决的未来挑战,以便为患者带来下一步的变化,相关结果发表在《Science》期刊上。

  许多人把我们的基因组,想象成简单的一串字母。在现实中,许多层信息、表观基因组,完全改变了它的活动。我们的基因组可以比作我们星球的不同地理环境。就像山脉、岛屿和海洋是由相同的基本元素组成的一样,我们的由碱基A、T、G和C组成的基因序列,构成了我们细胞内复杂结构特征的基础。这些地理环境是由我们的表观基因组与额外的信息层共同形成的,包括附着在我们的DNA上的化学标记(称为DNA甲基化)和包裹着它的蛋白质(组蛋白)的化学变化,它们共同协调了DNA在我们细胞内的三维结构。