Nature发表癌症基因组研究最新进展

　　

生物通报道：癌症基因组计划（The Cancer Genome Anatomy Project，CGAP)已经开展多年了，近期多项成果公布了最新的癌症基因组研究进展，在最新一期Nature杂志（1月14日）上，来自美国的两个研究小组也报道了肺癌和黑素瘤相关癌症基因组的进展。

在第一项研究中，来自英国剑桥大学韦尔科姆基金会桑格学院（Wellcome Trust Sanger Institute）的研究人员从一位小细胞肺癌患者的一个骨髓转移体系中获取了一个细胞系的基因组，这种癌症是吸烟诱导的典型癌症类型，其序列包含烟草的烟雾里所存在的超过60个致癌基因中其中一些的突变特征。

领导这项研究的是著名的分子生物学家Peter J. Campbell，他表示，这项研究发现证明了新一代测序方法能提供有关突变过程、修复通道和与癌症发育相关的基因网络的信息。

全球每年由于吸烟导致肺癌的病例数不胜数，在工业发达国家中如美国等，肺癌的发病率占常见癌症的首位，为第一位癌症死亡原因。烟草中的致癌物如3，4－苯并芘、烟焦油等的致癌作用是一致公认的。

在这篇文章中，研究人员利用大规模高通量测序技术，对小细胞肺癌细胞系：NCI-H209进行了测序分析，希望能从中发现与吸烟有关的突变。经过研究人员的努力，他们发现了22910个候选因子，其中还包括了134个编码外显子，这一研究发现了烟草的烟雾里所存在的超过60个致癌基因中其中一些的突变特征。

另外一项研究由于Illumina公司等处的研究人员组装完成，研究人员将一个黑素瘤细胞系的全部基因组序列与来自同一个体的一个类淋巴母细胞系进行对比。这是对一种固体肿瘤所做的首次全面突变分析，它显示了反映因暴露于紫外线所造成的DNA损伤的一个主导性突变特征。这项研究也证明了测序技术在研究基因突变、修复通道和与癌症发育相关的基因网络方面的重要作用。

此前不久，荷兰伊拉斯默斯大学医学中心，美国哈佛医学院等处的研究人员还公布了乳腺癌相关的癌症基因组研究成果，他们也是通过基因测序技术发现乳腺癌不是单一的一种疾病，而至少包含5种疾病，这些疾病的症状和治疗方法各不相同。

通过对比24个乳腺肿瘤的基因组发现，这些基因组中包含多种不同类型的脱氧核糖核酸缺陷。每一种DNA缺陷都体现出某种癌症亚种的特征。这24个肿瘤中出现的基因重排现象，这些现象包括大量基因组断裂、错接而导致基因紊乱。 研究人员还发现不同肿瘤情况不同，有些几乎未出现任何错乱，但有些则出现200多处基因重排现象。

这些研究从一个侧面反应了测序技术的蓬勃发展，也因此，在美国《时代》杂志评选出的2009年十大科技进展中，利用新技术对人类致病基因的测量名列第二位。

这一代的新技术与上一代的测序相比，简单而言就是“平面”两个字，新一代测序技术摆脱了“线性”测序的局限性，不再是仪器每次运行只能读取有限几个“道”上的测量数据，而是可以读取整个平面上成千上万个测量点的数据。因此，新一代技术的测量能力要强大许多倍。

在这种技术的帮助下，国内的基因组测序研究也发展迅猛，中国科学家还先后宣布完成了对大熊猫和藏羚羊的基因组测序。新一代测序技术在帮助人类了解自身奥秘外，也正被用于破译其他稀有大型动物的遗传密码，为保护珍稀动物提供科学帮助。研究人员说，测出的大熊猫基因组仍然具有很高的杂合率，从而推断具有较高的遗传多态性，从遗传上讲大熊猫不会濒于灭绝。

目前各研究机构还在继续改进新一代测序技术，希望能够将每份基因图谱的测量成本降到约1000美元。很多科学家都相信在不久的将来，这个目标是完全可能实现的。

（生物通：万纹）

原文摘要：

A small-cell lung cancer genome with complex signatures of tobacco exposure

Cancer is driven by mutation. Worldwide, tobacco smoking is the principal lifestyle exposure that causes cancer, exerting carcinogenicity through >60 chemicals that bind and mutate DNA. Using massively parallel sequencing technology, we sequenced a small-cell lung cancer cell line, NCI-H209, to explore the mutational burden associated with tobacco smoking. A total of 22,910 somatic substitutions were identified, including 134 in coding exons. Multiple mutation signatures testify to the cocktail of carcinogens in tobacco smoke and their proclivities for particular bases and surrounding sequence context. Effects of transcription-coupled repair and a second, more general, expression-linked repair pathway were evident. We identified a tandem duplication that duplicates exons 3–8 of CHD7 in frame, and another two lines carrying PVT1–CHD7 fusion genes, indicating that CHD7 may be recurrently rearranged in this disease. These findings illustrate the potential for next-generation sequencing to provide unprecedented insights into mutational processes, cellular repair pathways and gene networks associated with cancer.