［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
7 h: C5 h0 Y2 r9 i4 u; ECancer Discov. Aug  2015

摘要
6 l5 l2 y, ^4 S# {* V6 p1.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
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
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
1 @5 Q1 B! r% Q$ S& p8 D& T. [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
( c& [4 I3 G1 B, j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
$ ^: f: k/ f. O( w2.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
' W0 E9 D" X$ m7 K" f% l- F, H4 f
. H9 G0 |8 K% X( X6 Z8 IMulti-tumor regions
2 r3 T- A9 B2 j1 q方法

4 \$ K3 G: E2 E. D6 c, L) }. n1 }; O结果——体细胞突变的瘤内异质性

以EAC005患者为例
7 c' o6 Z) c* A/ C- B0 K# g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
4 j* s$ ~" J+ O4 r6 w2.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
后三类均属heterogenous突变

其余7例患者的进化分析
# I4 i6 `1 m4 G* k' Z
$ U2 T' d) s3 @" r2 B, Z. w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。
( G) K- S9 t  R* N7 }: j
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。

, E- s) x1 _4 p+ O1 {结果显示：
# S, z$ H' l% h  C. J' @& O5 F1.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

M-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.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。
) P6 k# X4 q: t6 e' ?结果——突变频谱的时空解析

Trunk代表早期突变；Branch代表晚期突变
结果显示： T>G突变随着肿瘤进化显著减少
$ q, E0 N& I9 B  T7 r
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
7 P+ s) g0 x9 @9 i6 c5 V
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。
7 R5 o# _( i6 m! q讨论
2 D& |7 G( p& y: D7 D6 I1.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
2 w) |/ G: t& U4 O5 M$ E; z( i/ ~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
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