［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
8 x2 N+ Y0 Y' L& zCancer Discov. Aug  2015

: S+ n! P8 n( I6 N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
. [( f: n" ]# I& g, ?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
& D2 H0 F2 h6 [% v5 J3.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
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
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
, Q. S( v# x! [! K
Multi-tumor regions
方法

6 g6 [! A- k/ S5 x& T( t( d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：
: M4 J/ \; {. ^0 U1.主干（蓝色，ubiquitous）突变：存在于肿瘤组织的所有部位
. e) D/ a$ ?) a# q2 P( |5 E: p2.共享（橙色）突变：存在于1个以上的部位中
3.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
/ ~9 _5 Q2 c. B* E! a, L后三类均属heterogenous突变

3 d- C! w/ B" r: q% N其余7例患者的进化分析
) m9 V$ `/ _1 A! T7 \' a# H
: T: B" l" x$ ~: B1 ~- e  {5 _, y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 [0 L+ r/ o; t
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。

' h2 }9 g3 `. |5 s1 I结果显示：
9 T/ Y/ C; Y, q5 a1.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
5 o/ ~. y) F2 a! Q5 J2.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

) w! C* s! F: T) jM-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 ?$ }- M7 F( k9 q' _: o" |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。
$ e# n, @+ w' x: S# |) I+ y9 ]$ H结果——突变频谱的时空解析
1 k+ _- L% k* _7 N
9 Z4 Y+ N4 k5 E/ D) Y3 H! XTrunk代表早期突变；Branch代表晚期突变
7 x: s! S& e% H  x结果显示： T>G突变随着肿瘤进化显著减少
( }; {  o; y6 Y' S- [
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
% S$ X: }  V* n( R4 n' P8 |
0 t/ H8 z/ W! N( ?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。
6 z, d5 ~$ O$ l* u, n! ~- D9 m讨论
. d% r3 L! S9 ~2 i3 S1.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
- K6 }5 O% P% Z  I3 H2.基因组扩增和TP53、CDKN2A等抑癌基因的突变是EAC的驱动事件
$ [0 i3 z: v4 J3.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
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