Nature子刊：多变的癌症表观基因组

发表在4月20日《自然通讯》（Nature Communications）杂志上的一项研究表明，基因只能部分解释40%确诊罹患最常见非霍奇金淋巴瘤形式的患者治疗一度起效但又最终失效的原因。癌细胞表观基因组的整体改变开启了应当关闭的正常基因（或是反过来关闭了应当开启的正常基因），是决定疾病进展的一股强大动力。

　　

生物通报道  基因组研究曾阐明某些功能失常的基因通过一些途经驱动了癌症生成，同时阻碍了化疗和其他疗法的治疗效应。现在来自Weill Cornell医学院研究人员的新研究结果，表明这些基因只能部分解释40%确诊罹患最常见非霍奇金淋巴瘤形式的患者治疗一度起效但又最终失效的原因。

这项发表在4月20日《自然通讯》（Nature Communications）杂志上的研究表明，癌细胞表观基因组的整体改变开启了应当关闭的正常基因（或是反过来关闭了应当开启的正常基因），是决定疾病进展的一股强大动力。研究人员是通过检测来自治疗前、治疗失败及癌症复发后弥漫性大B细胞淋巴瘤患者的活检标本生成的这一研究发现。他们比较了两个样本，发现治疗后这些患者癌细胞中的表观遗传基因组发生了显著的变化。

研究人员还发现对比癌症不复发患者和复发患者，他们的治疗前活检样本整体表观基因组大不相同。癌症复发患者细胞间的异质性更大，表观遗传模式更加多样。

像圆形罩一样包围着遗传DNA的表观基因组很强大；它可以决定哪些基因开启或关闭，影响蛋白质的生成（延伸阅读：Nature子刊：用CRISPR操控表观基因组 ）。表观基因组可以通过在基因DNA的特异位点上添加或除去甲基基团来改变基因表达。给基因添加上甲基基团可以让其关闭，除去甲基基团则可以让一个基因在不应该开启的时候被激活。

研究人员说，这就是这些研究结果如此意义重大的原因，因为可以在癌细胞中破坏这一表观遗传机器的药物或许能够逆转治疗耐药，帮助化疗和其他药物完成它们的工作。

资深作者、Weill Cornell医学院癌症系统生物学实验室负责人、生理学和生物物理学副教授Olivier Elemento博士说：“据我所知，这是第一项研究探讨治疗前后的表观基因组改变，我们的研究发现最终有可能会让传统疗法变得更有效。”

Elemento说：“表观基因组是多变的，它可以比基因组更快速地发生变化，但表观基因组的改变是持久的——它们可以从一次细胞分裂到下一次细胞分裂保持下去。”

因此，一些表观遗传修饰可以遗传，或受到个体环境如饮食和污染物的影响。但目前对于癌症包括DLBCL中整体表观遗传发生改变的原因还并不清楚。

为了帮助揭示表观遗传参与所起的作用，Elemento博士利用了合作者、Weill Cornell医学院血癌病理学专家和淋巴瘤研究人员Giorgio Inghirami博士及Wayne Tam博士存储的一些活检样本。

在每一个样品组中，研究人员检测了癌症复发后添加或除去了甲基基团的表观基因组位点。他们发现发生改变的特异甲基化位点在39,808—1,035,960之间，这取决于癌症样本。此外，他们在复发癌症表观基因组中鉴别出了78—13,162个不同的甲基化区域。

Elemento博士说：“鉴于表观基因组有2000万个甲基化位点，这些是极其大量的改变，我们的研究表明在某些情况下，治疗后高达二十分之一的整个表观基因组发生了改变。在DLBCL中表观遗传改变比基因改变多得多。”

Inghirami 博士补充说：“一旦你发生一些甲基化改变，最终就会导致蛋白质的失调表达。化疗后的肿瘤与治疗前的肿瘤并不相同。这就是获得原发肿瘤治疗前以及复发肿瘤活检样本如此至关重要的原因。”

鉴于表观基因组对于癌症的重要性，研究人员说未来在这一新的研究和治疗道路上要取得成功，依赖于治疗前后收集来自患者的癌症活检样本。他们希望这项研究工作将最终使得临床医生和研究人员能够预测出个别患者的治疗耐药情况。

Tam博士说：“通过研究更多的样本，或许最终有可能可以在诊断时扫描出患者淋巴瘤表观基因组信息最丰富的区域，预测出治疗是否将会取得成功，以及癌症是否可能会复发。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Epigenomic evolution in diffuse large B-cell lymphomas

The contribution of epigenomic alterations to tumour progression and relapse is not well characterized. Here we characterize an association between disease progression and DNA methylation in diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL). By profiling genome-wide DNA methylation at single-base pair resolution in thirteen DLBCL diagnosis–relapse sample pairs, we show that DLBCL patients exhibit heterogeneous evolution of tumour methylomes during relapse. We identify differentially methylated regulatory elements and determine a relapse-associated methylation signature converging on key pathways such as transforming growth factor-β (TGF-β) receptor activity. We also observe decreased intra-tumour methylation heterogeneity from diagnosis to relapsed tumour samples. Relapse-free patients display lower intra-tumour methylation heterogeneity at diagnosis compared with relapsed patients in an independent validation cohort. Furthermore, intra-tumour methylation heterogeneity is predictive of time to relapse. Therefore, we propose that epigenomic heterogeneity may support or drive the relapse phenotype and can be used to predict DLBCL relapse.