［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 \/ K5 x( I) J2 J' sCancer Discov. Aug  2015

& S; e7 t5 a/ K- Q3 o摘要
& ]4 x; |: Q  g6 f" \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
0 W$ u' _; l* f2.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
% E( q7 d* c  p- ~9 I7 _" n4.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
! n2 n9 T! h; ?) H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
- M0 r, i9 V9 F* O$ Q, R& \5 s1 \- ?
Multi-tumor regions
方法
' V. p) J; n8 Z2 _9 d
1 o5 O% X- r) v' f# g4 [; g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
# r3 B. v# H0 ]+ P- D3 ]2.共享（橙色）突变：存在于1个以上的部位中
; |6 T" T. C( v6 J' X  _" q& q3.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

5 m3 W- I; }) e+ `9 Z$ C# N其余7例患者的进化分析

6 v: p7 C. d6 l! ]8 l* b2 y3 {  Z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。

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。

结果显示：
8 l* |9 U4 k! B; C* |. L1.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
" d) V1 \0 m$ T8 k2.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

1 c) G. V3 I8 u2 l) i0 Q  n4 ~, cM-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
- i2 {. O  D* i, g) A2.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。
9 V0 O% G0 A& Q+ t结果——突变频谱的时空解析

( u! e- g) D/ x/ m. QTrunk代表早期突变；Branch代表晚期突变
0 i0 ]6 [3 o, b' @结果显示： T>G突变随着肿瘤进化显著减少
0 e7 k, L& o2 \' }" l2 O3 p! J
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

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
! y& u3 f7 N8 `2 O; g* t0 d$ [& y3.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
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