［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
6 q1 r) S% k" ~* w- \Cancer Discov. Aug  2015

% g9 q* y" b6 M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
1 u5 u& r, x  N3 }/ C% M3.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
7 s! H3 c$ C1 M( 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
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
* U" V& s$ e- i2.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
7 O, [! Z" A# r6 _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
- Y" q/ n: W$ N9 ]
6 C1 ^# X: ~  s  e2 Y9 v1 V' W: uMulti-tumor regions
方法
' W# A0 D8 L1 A; ]) `/ T
, U& E6 i: l4 R结果——体细胞突变的瘤内异质性
4 a1 n9 E7 Y$ A, t* z) p; v: F% h( ~

以EAC005患者为例
: f1 [; u: [/ H1 U8 m' R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：
: v6 W/ V4 m9 T  T1.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
, u( r4 U( C% u1 |) O' M9 a3.NAC前的独有（红色）突变：仅存在NAC前的1个部位
, `- I. T# r* k) m/ E' k4.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

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。
- R) x" j* _6 N" B1 P) u
- G/ v7 O$ H( C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：
0 w4 o0 r2 {1 i5 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
9 N' y6 ~" [( i7 |9 \& `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

5 i: |/ K( n' {9 ]% t; xM-seq结果还显示EAC样本中还存在大量的拷贝数变异
: {/ x/ f) t: T- N1.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。
% T  _5 o! V7 q: m结果——突变频谱的时空解析
* x) }. Q7 R# {- d6 O* K/ j
Trunk代表早期突变；Branch代表晚期突变
9 o$ |+ L3 n- K9 p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

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。
% Z5 F1 X* w2 k" L: C. ?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
# i2 A- V7 s2 h: s2 v4.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
" c" H$ g2 @( ~转自吉因加科技微信订阅号
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