［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
. V$ V7 z6 A3 @: R$ oCancer Discov. Aug  2015

摘要
5 d) [9 V: U4 L7 t: e5 z3 X1.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
5 y9 G; G. Y( Z1 J# B* x6 b5 V2.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
+ B( \& a+ v. `: b. ?* k4.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
! n; h- {1 J) D6 d1 P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
9 }" y: H+ s0 e+ t3 z2.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
( v) `: Q9 I; q; C: T3.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
& q2 X* F3 b$ i& s
6 p3 g& U, R1 x! l( j( h0 s# M) OMulti-tumor regions
: f( }& z. R2 @  ~) b方法

结果——体细胞突变的瘤内异质性
0 j$ d2 f2 T3 }8 y% R* b

以EAC005患者为例
9 ]) v' y& R$ o( {1 |% b  Q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：
9 }- f. d8 [( ^- ~4 V  v0 \: b; P1.主干（蓝色，ubiquitous）突变：存在于肿瘤组织的所有部位
9 E3 }: j1 V/ `% Z3 o2.共享（橙色）突变：存在于1个以上的部位中
% B8 u# U1 p' x0 @$ b$ I3.NAC前的独有（红色）突变：仅存在NAC前的1个部位
1 O) T, _( M- u" B4.NAC后的独有（绿色）突变：仅存在NAC后的1个部位
3 A& E  ^2 V4 U* z6 X1 s, g后三类均属heterogenous突变

5 V* E9 A# f- A! V/ P2 g. }其余7例患者的进化分析

( G/ H; y3 `* R, V# M. I% X" l/ ~4 N5 i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。
  Q6 a* `7 z  C, p
2 ?! i+ Y9 k6 z8 e; g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。
( m$ H, m% U2 ?3 ]$ Q# i$ z/ M
结果显示：
- |1 w- J% V% V) {/ Q. h" W* x1.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
0 n! s0 j( F* Q( G2.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

3 c5 R/ e9 S5 y; wM-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。
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
7 p* l5 u" N* b* Z  Q* S: F. H结果显示： T>G突变随着肿瘤进化显著减少
: u& f: x3 \8 I1 F
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

6 W+ k, k; Z9 t( R. M( I4 w: @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
) y: j" e7 r4 I( l1.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
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
  N+ s5 `  j" ^4 q' [0 J转自吉因加科技微信订阅号
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