《Nature》国际癌症基因组网路初步建立

　　

生物通报道，最新出版的Nature杂志发布了一篇国际癌症基因组学会的文章International network of cancer genome projects，全球多个国家的科学家参与撰写的这篇文章从多个角度多个方面描述目前的癌症基因组的研究计划项目。

 

数以百计的个人癌症基因组序列预计将在2010年发表，之后每年将有数以千计发表。“国际癌症基因组联合体” (ICGC)成立的宗旨是，对与有关成人和儿童主要癌症（共有50种不同癌症类型和/或亚型）的大规模癌症基因组研究相关的数据进行跟踪。在本期Nature上，ICGC团队（www.icgc.org）介绍了该项目的相关政策及规划。

 

目前国际癌症基因组计划正联合全球的力量对癌症基因组开展研究，50种不同类型的癌症，25000个癌症基因组将帮助科学家从基因组学水平，表观遗传学水平，转录水平解释癌症的发生发展。科学家们希望，这些试验结果可以对癌症的预防或是治疗带来有意义的指导。

 

癌症基因组计划由加拿大、美国、英国、中国、澳大利亚、西班牙、法国、德国、印度、日本、意大利等多个国家的不同研究机构参与并分工合作，计划希望，在2020年以前找出所有困扰人类的致癌基因元凶，继而诊断、治疗这一“绝症”。美国国家癌症研究所副所长安娜·巴克说，它将是迄今为止世界上所进行的最大一项基因工程，几乎能抵上100个人类基因组计划。

 

不同的国家分别负责不同类别的癌症基因组，中国负责破译胃癌的基因组测序，日本负责破译肝癌的基因组测序，印度负责口腔癌，美国负责脑癌、卵巢癌和胰腺癌等。此国际癌症基因组计划的目的是希望利用先进、快速的基因组测序新技术，详细研究50种不同种类的癌症，并希望找到所有与癌症相关的基因突变，最终绘制出一张较为完整的致癌基因突变图谱。

 

目前已经获得的癌症基因组图谱

 

到目前为止，已经有5个癌症基因组出炉。分别是白血病癌基因组、乳腺癌基因组、肺癌基因组和黑素瘤基因组。

 

第一个白血病癌症基因组

美国华盛顿大学的科学家首次解码了一个急性骨髓性白血病癌症病人的完整基因组，找出一系列“新”基因。通过比较肿瘤组织和正常组织，研究人员准确找出癌症组织中10个发生突变的基因，这些基因明显诱发了急性骨髓性白血病，其中8个此前从未被发现过，其中3个抑制肿瘤生长，4个促进癌细胞生长，另外1个可能影响药物进入细胞。这是第一个人类癌症基因组排列，该发现有助于更好理解癌症遗传病理，为更好治疗癌症扫清道路。相关研究刊登于2008年11月5日《自然》杂志。

 

乳腺癌基因组

加拿大的科学家们用下一代测序方法研究来自一个雌激素-受体-阿尔法-阳性的转移性小叶乳腺癌患者的基因组和转录组。发表在2009年10月的一期Nature封面文章上。

 

从原发肿瘤被诊断出到出现转移之间的9年时间内，科学家们对患者的基因组和转录组的变化进行详细的跟踪研究。对同一患者转移肿瘤和原发肿瘤中的体细胞非同义编码突变所做比较，以及对基因组和转录组数据的组合分析。

 

研究结果表明，转移灶的体细胞中发现有32个非同义编码突变，并且对这些突变位点进行了突变频率的测试。在原肿瘤组织中以上32个突变点有5个同样发生高频率突变(in ABCB11, HAUS3, SLC24A4, SNX4 and PALB2)，有6个突变点频率低（in KIF1C, USP28, MYH8, MORC1, KIAA1468 and RNASEH2A)，有19个没在原发肿瘤组织中发现。

 

这些数据表明，在癌症患者体内有一种新的RNA编辑模式，重新编码SRP9和COG3的氨基酸序列。研究者得出结论，不均匀性的单个核苷酸突变可导致乳腺癌低水平的扩散加剧疾病的发展进程。

 

肺癌与黑素瘤基因组

最新一期的Nature（12月17日）在线版刊发了2篇癌症基因组成果文章，2篇文章由同一个研究团队完成，并同时发布，A small-cell lung cancer genome with complex signatures of tobacco exposure；A comprehensive catalogue of somatic mutations from a human cancer genome，文章认为，癌症其实可以预防。

 

文章分别分析了肺癌与皮肤癌的癌症基因组，研究发现，两种癌症患者受致癌因素（吸烟与日照）的影响，基因组序列发生了癌变。目前，皮肤癌与肺癌是世界上最常见的2种癌症之一，每年因这两种癌症去世的人高达250,000。令人遗憾的是，这2种癌症实际上是可以预防的。

 

Sanger研究院的血液学家，遗传学家Peter Campbell（文章的通讯作者）表示，黑素瘤患者的基因组有33,345个明显突变，肺癌患者的基因组有22,910个明显突变。这些突变并不均匀地分散在基因组上，而是集中出现在基因编码区域外围。

 

Campbell介绍道，这些发现有助回答癌症研究方面的问题，1.致癌因素是否直接引发基因癌变；2.癌变后的细胞是否具有抵制DNA修复的功能。研究小组发现，大部分的突变都是基因组上单个核苷酸对的变异，因此，可通过追踪这些变异来测定致癌因素对癌症发生的影响程度大小。如，在小细胞肺癌的研究方面，研究者可以追踪吸烟对癌症发生的影响，而对黑素瘤的研究可追踪UV射线对皮肤癌的影响。

 

脑癌

来自美国加州大学洛杉矶分校的研究人员公布了他们的最新研究成果：脑癌细胞系全基因组测序，这是首次对单个癌症细胞系所做的最为彻底的测序分析。通过使用最新技术，此项测序工作得以在一个月内完成，测序成本大约为3.5万美元。这一研究成果公布在《PLoS Genetics》杂志上。

 

这项测序工作是在U87成胶质瘤细胞系上完成的，在全世界范围内有超过1000个实验室正在使用U87细胞系开展研究。之所以选择该细胞系，是因为目前对其的研究最为充分。此项测序工作将使那些从事细胞系研究的科学家们对他们的研究发现重新进行阐述，并促使他们提出新的前进方向。

 

这一测序工作揭示了几乎所有潜在的致癌染色体易位及导致该癌症发展的基因缺失和突变。研究人员从细胞系中取出遗传物质的长链，然后随机地将其截断。该癌症的数十亿个不同的DNA片段可由新一代测序技术同时进行读取，遗传物质经由10亿次以上的分析后就可确保结果具有高灵敏度和精确度。

 

如果知道了是哪些基因发生了突变并驱动了癌症的发展，临床医生就能选择最适于攻击癌症特定分子签名的疗法，从而给患者提供更有效的治疗。该测序工作还可展现出驱动癌症发展的分子异常，揭示出的靶标或将有助于开发出只针对癌细胞进行攻击同时又不损害健康细胞的新疗法。

（生物通 小茜）

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