［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
, q* ~' A1 b, m  }; E; eCancer Discov. Aug  2015

0 n6 P! {- i7 C+ ~; A摘要
$ R, Z5 L* D2 F- B4 e$ O  I1.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 T; i3 N; c4 f- \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
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
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
" P8 E1 d; `9 U# {6 g2.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

" H, T- a: C% G& R$ A4 q2 P) GMulti-tumor regions
" W) t. ?8 ]4 f3 K' _3 P方法

结果——体细胞突变的瘤内异质性
/ ~# e/ ?0 h9 J

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
0 c% T+ F) V* D# A- j9 j2.共享（橙色）突变：存在于1个以上的部位中
# h7 U3 V; z: Y3.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
; l) z, q  {6 J# h
& s& G- e* M! w3 \其余7例患者的进化分析

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 \- g  T, B6 s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：
1 Z7 U! b8 `8 s) s! m9 s/ ]5 z  S" \1.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% R& o# W/ B2.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

# z: [. d8 K/ H/ q1 D9 u% w  x! Q- uM-seq结果还显示EAC样本中还存在大量的拷贝数变异
6 N3 \2 a5 z+ L  V1.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。
+ X6 S# }+ B5 t- l/ j9 `结果——突变频谱的时空解析

. S# B. W6 }2 xTrunk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
6 J! [$ x( c. _9 G8 f
* Y( ~5 y( ?- W' V7 U, ?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

, U- Y9 T  z: `: F0 T' A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。
8 s. b7 t- n0 I9 @# t7 H2 o' X  e: a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
0 ~& ^3 o$ k) _) P5 W# `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
& P# o% [# k) o+ G. f转自吉因加科技微信订阅号
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