［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
/ z" ]9 @/ l- q; j# [" S9 uCancer Discov. Aug  2015

摘要
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
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 ?$ m0 R/ E  g* F. E. ^- W4.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
$ R+ H$ e3 J$ `2 Q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
, T- E9 a: n4 {. @- [' q2.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
' ~! k' i4 i. o$ W
0 N+ X# H( Q" _' l4 FMulti-tumor regions
, u/ l& K3 H7 ~" l* M方法

结果——体细胞突变的瘤内异质性
9 B; P8 w3 i% |, p

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
& G- t. H& ?& o! |6 S0 j2.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
7 f) e# J; \+ q' T6 V4.NAC后的独有（绿色）突变：仅存在NAC后的1个部位
5 z9 ~0 O; x" K9 b6 V# U" A后三类均属heterogenous突变
- r5 ^) Y- k; \2 x
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。

* R0 a+ @) C( D- s6 j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.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
5 L7 O* `: T! H0 ^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

M-seq结果还显示EAC样本中还存在大量的拷贝数变异
! z; x  r# t4 H7 U6 J) `  O$ O1.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
. X" c% s5 S3 m1 I; c0 f. V结果显示： T>G突变随着肿瘤进化显著减少

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
; W2 d# [+ i3 ~; j9 g* V/ P5 @
1 w, u# j# p* x% ~! ~6 r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。
$ w$ x' \3 X$ P# e- x讨论
; D' d( Z! c( E, j1.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
& A8 v4 t/ P4 C: U/ h2.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
+ s- h- w! w$ A+ p3 |转自吉因加科技微信订阅号
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