［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
; P2 q( h6 C; X  D6 z$ @Cancer Discov. Aug  2015

摘要
# N6 p" y  Z7 \: ?. J, e1.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
$ |" k' |5 j6 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
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
* [2 k5 U& R4 V  B" B7 O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

Multi-tumor regions
方法

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：
% m1 X/ L5 }! s) a1.主干（蓝色，ubiquitous）突变：存在于肿瘤组织的所有部位
2.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
0 g/ i3 u% n( ^" |4 }! L4.NAC后的独有（绿色）突变：仅存在NAC后的1个部位
( U2 T$ I0 ~$ @' Z* @后三类均属heterogenous突变
3 @0 H( @3 V5 y& i" h, ~7 _
! T- q9 e  _. }3 d" b  U其余7例患者的进化分析
7 ?6 d4 A! C" J. G0 ~2 e# z$ D
0 k1 b) |5 t) {9 Y" s4 L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。
4 ^2 N/ x  T1 ?( j7 o; d
: [  x# ~$ T9 @! R5 _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。

2 W* z; i' S) u/ u结果显示：
" w8 Y- ]! _- G8 c3 s4 G) c1.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
) G3 B" p6 Y, {# u0 a/ Y2 m; Q
M-seq结果还显示EAC样本中还存在大量的拷贝数变异
' d9 C" _2 U* p1 T& q) E1.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
' E# ^  W! v& @9 O5 q5 [* ~$ n- L* Q. P2.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。
4 o: c8 \/ l: I0 d结果——突变频谱的时空解析
* ^4 P0 z! |9 @& N- y$ r& D
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

4 r$ v5 L- Y) j# B7 u5 k& k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。
3 Q% Z9 J2 M. w/ t! E- x! j讨论
" U# b4 E# q! g7 T  D: G# }" q1.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
% R0 k4 {6 l" i* z/ E2.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
1 I0 I( ?9 |1 H4.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
转自吉因加科技微信订阅号
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