［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
5 h8 S+ Z( t# u* I) TCancer Discov. Aug  2015

% ^. i, p1 A: x  @- b摘要
1 t; @) D9 ^) b0 G1.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
7 {. [6 ?( \0 [! F# B2.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
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
% L" }) c$ z% Z3 {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
, K' A3 a! J7 I% @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

  d8 l( F* w6 ?5 T) KMulti-tumor regions
方法
: @" b( x' H) H9 F
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：
1.主干（蓝色，ubiquitous）突变：存在于肿瘤组织的所有部位
6 f' E5 w1 Y  q0 J+ L7 e! q2.共享（橙色）突变：存在于1个以上的部位中
; i5 G* J% D4 `0 P$ \. C( [4 b& L: i3.NAC前的独有（红色）突变：仅存在NAC前的1个部位
& ^+ c6 O, {! C* {; b8 V4 s1 y4.NAC后的独有（绿色）突变：仅存在NAC后的1个部位
后三类均属heterogenous突变

* _1 _4 O9 Y; m# e0 T1 e* w其余7例患者的进化分析

# ~* u3 v7 m1 ?9 a7 h3 n2 }8 q" S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。

0 n/ _+ C' B  ?, ]6 B5 `% L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。
( a- h9 k; Z" I8 }: Y
结果显示：
6 c4 F% N  D8 ?* h2 n1.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
! y+ U1 U! k4 ~* m' ?& z
4 }: s* i, c- N7 {  o1 a0 gM-seq结果还显示EAC样本中还存在大量的拷贝数变异
# X, u8 W. e; M4 @& Q, J1.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
% V  {% p' v. A  T3 n+ Q2.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。
6 d9 f, Z# X, }/ g结果——突变频谱的时空解析
. O2 ~1 P" k- E5 n
4 U; F7 W5 n: u2 {3 D/ j' qTrunk代表早期突变；Branch代表晚期突变
. N6 o$ C- d% p0 v结果显示： T>G突变随着肿瘤进化显著减少

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
$ a% D9 v! A" ~/ L+ p, ~: {
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。
讨论
1.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
2.基因组扩增和TP53、CDKN2A等抑癌基因的突变是EAC的驱动事件
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
- p! H" x8 k0 E$ \% q0 N, I1 T4.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
- A& }. O" }% y. K0 _转自吉因加科技微信订阅号