1877
需用时 03:45
【论文故事】测基因 识癌症:发现肝内胆管癌的标识基因

肝内胆管癌(ICC)是一种致命的原发性肝癌[1]。作为全球范围内最常见的癌症之一,原发性肝癌每年导致约60万人死亡[2]。虽然肝内胆管癌仅占原发性肝癌的5-10%[3],但在过去的30十年里,肝内胆管癌的发病率一直在稳定增长,已经从每十万人发生0.32个病例增加到了0.85个,涨幅高达165%[4]。尤其在亚洲地区,其发病率明显高出全球的平均水平。比如在泰国,每十万人中有96人患有肝内胆管癌,其发病率超过世界平均水平的100多倍[5]

肝内胆管癌的另一大特点是其极高的致死率[1]。这是由于其发病组织位于身体内部较深处,并且又缺乏行之有效的早期诊断方法,从而导致患者在得知患病时往往已处于癌晚期,这也意味着患者死亡率偏高的同时预后效果也相对较差[6]。目前,接受手术治疗是肝内胆管癌晚期患者的唯一选择。相比于保守治疗患者平均存活时长的1.8个月,接受手术治疗也只能把平均存活时间延长到12.2个月。因此,为了达到更有效的治疗,就需通过检测体细胞相关基因突变的方法,来更早更准确的诊断肝内胆管癌的发生,为患者争取宝贵的治疗时间[7]

作为全球范围内最常见的癌由于胆管分为肝内胆管和肝外胆管,因此胆管癌包括肝内胆管癌和肝外胆管癌。图片来源:med.e-u.ac.jpkob

第二军医大学上海东方肝胆外科医院的胡和平教授、加拿大西蒙菲沙大学分子生物学和生物化学系的陈楠生教授以及复旦大学化学系的丁传凡教授,这三个研究团队与武汉菲沙基因信息有限公司为此展开了合作,通过对103名中国肝内胆管癌患者癌组织和正常组织样本进行了基因组测序工作,分析鉴定出了肝内胆管癌特异相关的体细胞突变,并进一步揭示了其中25个显著性突变基因、以及8个潜在的癌驱动基因。相关研究论文于2014年12月15日,发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。

针对肝细胞癌的大规模基因组测序研究已有不少,但是对于肝内胆管癌的此方面研究才刚刚起步。本次研究是中国第一个基于肝内胆管癌病例,通过外显子组测序来鉴定特异体细胞突变的研究工作,也是目前国际上最大规模的肝内胆管癌外显子测序研究。“肝内胆管癌是一个致死率很高的癌症,没有有效的诊断和医疗方法,并且肝内胆管癌的患者数在世界范围内呈显著的上升趋势。但是在与主要的肝癌种类肝细胞癌(HCC)相比,肝内胆管癌在研究领域的关注度较低,一方面因为它的发病率比较低,大约占肝癌的5-10%,另一方面因为许多研究者很难获得足够多的病人和样本开展研究,”研究作者之一陈楠生教授说。

研究者对2009年3月至2011年3月间,在第二军医大学东方肝胆外科医院接受肝内胆管癌手术患者的组织样品进行了测序。“我们很久以前就开始探讨利用DNA 测序和生物信息学方法了解肝内胆管癌的突变谱和致病基因。当时基因组测序虽然已经很流行,但是测序费用仍然很高,只有少数大型实验室才能够开展。”陈楠生教授说,“到了大约2009 年,外显子测序技术开始成熟,这项革命性的技术针对基因组中的编码区,既大大降低了研究成本,又降低了分析成本。现代癌症基因组学的飞速发展极大程度上得意于这个技术。这项技术也将在临床应用中起关键作用。”

通过全外显子组测序,研究者获得了1,245Gb的肿瘤DNA外显子组数据,以及1157Gb的对照样品数据。研究者主要关注的是体细胞基因中,同义和非同义突变的情况,包括了单个碱基的突变和小片段的插入或缺失。

图为25个显著突变的基因,Cases with mutation:102个样品中具有此基因突变的个数。Non-silent mutations:非沉默突变。Synonymous mutation:同义突变。图片来源:论文原文

研究者通过使用一个通用于癌症基因组学的统计软件Genome-MuSiC,分析得出了25个肝内胆管癌患者体细胞可能具有的显著突变基因。如上图中所示,并且其中粗体TP53、KRAS、IDH1、PTEN、ARID1A、EPPK1、ECE2FYN,这8个基因的非同义突变比值最高,很可能是肝内胆管癌发生的主要驱动基因。“我们通常说癌症是一个遗传病,是说决大多数癌症的发生是由于细胞基因组的改变。但需要强调的是,这些基因组的改变有些是可遗传的,比如很多种类的乳腺癌,更多的可能并非遗传的,而是后天获得的。”

“这些后天获得的突变和由突变而导致的癌症是由于非生殖细胞(即体细胞)基因组由外界影响突变而产生。”陈楠生补充:“我们这个针对肝内胆管癌的研究针对的正是体细胞的突变,通过比较癌变细胞和正常细胞的基因组DNA差异完成的。现在绝大多数的癌症基因组研究项目也都是针对体细胞的突变。可以说,生活习惯的后天因素,比如吸烟(导致肺癌),紫外线(导致皮肤癌),乙肝病毒(导致肝癌)已经被明确证实导致癌症。所以,生活习惯和医疗卫生等后天因素对于任何癌症的发生和发展都影响巨大。”

“肝内胆管癌不是由一个或两个单一基因的突变导致的。与在泰国发生的由寄生虫引起的肝内胆管癌相比,我国的肝内胆管癌的突变谱有显著的不同。”陈楠生说,”中国肝内胆管癌可能主要与肝内胆管结石,乙型肝炎病毒感染有关,寄生虫感染可能不是主要因素,但具体发病原因尚不十分清楚。”

“理论上说,将研究结果应用于临床的条件已经完全具备。但是,大规模的临床推广还有待多方面条件的建立,比如遗传信息的保密和管理,更多靶向药物的开发等。”陈楠生说。(编辑:粉条er)

本文感谢加拿大西蒙弗雷泽大学分子生物学和生物化学的陈楠生教授、第二军医大学上海东方肝胆外科医院的胡和平教授以及复旦大学化学系的丁传凡教授。陈楠生教授采访全文请戳这里

参考文献:

  1. de Groen, P. C., Gores, G. J., LaRusso, N. F., Gunderson, L. L. & Nagorney,D. M. Biliary tract cancers. N. Engl. J. Med. 341, 1368–1378 (1999).
  2. Ferlay, J. et al. Estimates of worldwide burden of cancer in 2008: GLOBOCAN 2008. Int. J. Cancer 127, 2893–2917 (2010).
  3. Aljiffry, M. et al. Evidence-based approach to cholangiocarcinoma: a systematic review of the current literature. J. Am. Coll. Surg. 208, 134–147 (2009).
  4. Shaib, Y. H., Davila, J. A., McGlynn, K. & El-Serag, H. B. Rising incidence of intrahepatic cholangiocarcinoma in the United States: a true increase? J. Hepatol. 40, 472–477 (2004).
  5. Shaib, Y. & El-Serag, H. B. The epidemiology of cholangiocarcinoma. Semin. Liver Dis. 24, 115–125 (2004).
  6. Charbel, H. & Al-Kawas, F. H. Cholangiocarcinoma: epidemiology, risk factors,pathogenesis, and diagnosis. Curr. Gastroenterol. Rep. 13, 182–187 (2011).
  7. Chu, K. M. et al. Intrahepatic cholangiocarcinoma. World. J. Surg. 21, 301–305 discussion 305–306 (1997).

文章题图:personalbio.cn

The End

发布于2015-01-09, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳。 如在其他平台看到此文章被盗用,请告诉我们(文章版权保护服务由维权骑士提供)

昀皓

果壳网科技作者

pic