50位乳腺癌患者的DNA已解译
2011-04-27 15:09:32   来源：   作者：  评论：0 点击：

科学日报（2011年4月3日）——在迄今为止报道的最大一个单项肿瘤基因组学研究中，科学家对取自50位乳腺癌患者的肿瘤完整基因组序列进行了测定，并和这些患者正常细胞的相应DNA序列进行了对比。通过这种对比，研究人员可以识别出只在肿瘤细胞中存在的基因突变。

研究人员揭示了肿瘤基因组分析的极端复杂性，还发现了对肿瘤患者进行个体化治疗新方法的希望。2011年美国癌症研究学会第102届年会上对这项研究的结果进行了公布。

该项目的主要研究人员、华盛顿大学（圣路易分校）医学院医学教授Matthew J. Ellis博士解释说，肿瘤总体有超过1700种基因突变，其中绝大多数是某些肿瘤患者独有的。

“肿瘤基因组情况极端复杂，这是我们预测（治疗）效果和寻找新治疗方法之所以困难的原因所在。”

为完成这项艰巨的任务，华盛顿大学医学院巴恩斯－犹太医院Alvin J. Siteman癌症中心的肿瘤专家及病理专家和该大学的基因组研究所进行合作，对超过10万亿个DNA化学碱基进行了测序，对每个患者的肿瘤和健康细胞的DNA序列各测定了30次，以保证数据的准确性。

Ellis说：“这些数据分析需要的计算机系统规模，几乎和大型强子对撞机用来分析亚原子粒子的计算机系统有的一比，”

这些患者的DNA样本来自于参加美国外科肿瘤学会一项由Ellis博士负责的临床试验的受试者，所有受试者均为雌激素受体阳性乳腺癌患者，这类肿瘤细胞有能与雌激素结合然后促进肿瘤生长的受体。

为减缓肿瘤生长及使其容易切除，手术前所有的患者都接受了降雌激素药物治疗。但是，这些治疗并非都见效，原因尚不清楚。50个肿瘤样本中，有24个对降雌激素药物治疗耐受，其余26个对药物有响应。这两种情况肿瘤样本的对比也许可以解释为什么一些雌激素受体阳性乳腺癌患者对降雌激素药物有效而有些却效果很差。

以往进行的研究结果相印证的是，Ellis及其同事发现在患者肿瘤中有两种突变比较常见，其中一种为PIK3CA，在40%表达雌激素受体的乳腺癌样本中存在；还有一种为TP53，在20%中的样本中存在。

除了这两种常见突变，研究人员还发现了另一种基因突变---MAP3K1，这种基因可以控制程序性细胞死亡，但是在约10%雌激素受体阳性乳腺癌样本中这种基因失去活性。此外，只有两种其它基因即ATR和MYST3，突变的频率和MAP3K1相似，发生的变化有明显统计学意义。

Ellis说：“通个整个研究，我们仅仅找到3种新的突变率在10%水平的基因变，这个结果令我们感到很震惊。”

此外，他们还发现21种明显的基因突变，但是每个突变仅仅只在2-3个样本中出现。尽管这些突变发生率很低，但是Ellis强调他们也很重要。

“乳腺癌发生率很高，因此哪怕只是5%的突变率仍然会影响成千上万的女性患者。”

Ellis指出一些基因突变虽然在乳腺癌中比较罕见，但在其它癌症中比较常见，并且已经有针对这种突变的治疗药物。

“比如，你可能会发现在有些罕见情况下乳腺癌患者肿瘤的基因突变可能是白血病中常见的类型，这时你可以对这种乳腺癌患者给予白血病药物治疗。”

但是这样的情形仅仅在肿瘤遗传学信息已经清楚的前提下才有可能。Ellis认为理想的目标是，在患者首次被诊断出癌症时能通过肿瘤基因组测序获得的信息来设计针对这位患者的个体化治疗方法。

他说：“我们通过这些基因组学信息获得了一些好的治疗设想，近期的目标是根据将这些完整基因组测序的信息来指导这些患者的个体化治疗。”

这项研究是在华盛顿大学肿瘤专家和基因组研究所此前合作研究的基础上进行的。他们去年在Nature杂志上发表了一篇文章，对一位“三阴型”乳腺癌患者的肿瘤细胞以及正常细胞DNA完整序列进行了报道。“三阴型”是一种在年轻女性以及非洲裔美国人中常见的、难以治愈的强侵犯性乳腺癌类型。

尽管有些基因突变很罕见，甚至只在一位患者中发生，Ellis认为有很多基因是一些常见生物效应的基础，因此对于特定的治疗方法也很重要。

Ellis希望将来的工作能有助于弄清乳腺癌的复杂信息。目前获得的的这些详尽基因组图谱信息是其中重要的第一步。

“至少我们已经了解了这个问题的复杂程度水平，它并不像我们透过望远镜来看宇宙有多宽广。乳腺癌的宇宙大小最终其实取决于人类基因组的规模。”

Reference:
参考信息
Ellis et al. Breast cancer genome. Presented April 2, 2011, at the 102nd Annual Meeting of the American Association for Cancer Research in Orlando, Fla.

Ding L, Ellis MJ, Weinstock GM, Aft R, Watson M, Ley TJ, Wilson RK, Mardis ER et al. Cancer remodeling in a basal-like breast cancer metastasis and xenograft. Nature. April 15, 2010.

这项研究得到了由美国国立人类基因组研究所、乳腺癌研究基金会、国立癌症研究所、苏珊科曼乳腺癌基金会以及华盛顿大学医学院的资助。