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为探究胰腺癌(PAAD)种系突变情况,研究人员分析中国患者样本,揭示突变图谱及 CFTR 基因作用,意义重大。
攻克胰腺癌的新曙光:中国患者种系变异研究成果解读
胰腺癌(Pancreatic Adenocarcinoma,PAAD)是一种极其致命的癌症,在全球范围内,其发病率呈上升趋势,严重威胁着人类的健康。目前,虽然对 PAAD 基因组异常的研究取得了一些进展,发现 KRAS 突变是最主要的体细胞突变,但针对 KRAS 的靶向治疗效果却不尽人意,仅对少数携带特定突变(如 KRAS G12C 突变,仅占所有 PAAD 患者的 1.3%)的患者有效。同时,尽管发现了一些 PAAD 易感基因,如 BRAC1、BRAC2 等,相关靶向治疗和免疫治疗也取得了一定成效,但大多数易感基因仍缺乏有效的靶向治疗手段。而且,以往研究多集中于西方人群,对亚洲人群 PAAD 种系突变的研究较少,尤其是对意义未明变异(Variants of Uncertain Significance,VUS)的研究更是不足。为了填补这些空白,来自海军军医大学(第二军医大学)等机构的研究人员开展了一项深入研究,该研究成果发表在《Nature Communications》上,为 PAAD 的研究和治疗带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本方面,构建了包含发现队列、验证队列和功能验证队列的多层次队列,涵盖 1123 名中国癌症患者,并与 11 项泛种族研究作对比。技术上,运用全基因组测序(Whole Genome Sequencing,WGS)、全外显子测序(Whole Exome Sequencing,WES)和靶向测序,结合多种生物信息学分析工具,对基因组变异进行检测和分析。还通过细胞系实验、患者来源的类器官(Patient Derived Organoids,PDO)实验等进行功能验证和药物筛选。
研究结果
- 中国 PAAD 患者种系 P/LP/VUS_D 突变图谱:研究人员运用三种下一代测序技术对 DNA 进行检测,在发现队列中确定了全基因组种系突变,并通过与中国参考队列对比,发现 98% 的患者至少携带一种有害的种系突变(包括致病性突变 Pathogenic,P、可能致病性突变 Likely Pathogenic,LP 和可能有害的意义未明变异 VUS_D)。在 150 个癌症易感基因中,检测到 48 个与遗传性胰腺癌风险相关的突变基因,其中 CFTR 突变频率最高(3.6%)。此外,携带有害变异的患者,其家族癌症史和其他癌症病史的比例显著高于非携带者12。
- 亚洲和西方 PAAD 患者种系突变景观差异:通过比较西方和亚洲胰腺癌患者的种系突变,研究发现 BRCA1、BRCA2、ATM、CDKN2A 和 CHEK2 等基因的种系突变在西方队列中更为常见;而 CFTR、RAD51D、FANCA、ERCC2 和 GNAS 等基因的突变仅在亚洲患者中被发现。这表明不同种族的 PAAD 患者种系突变存在明显差异34。
- 种系突变与杂合性缺失(LOH)事件:对 458 例 PAAD 患者的配对正常和肿瘤样本进行 LOH 分析,发现 26 个癌症相关基因存在野生型等位基因的 LOH。CFTR 基因成为关键候选基因,有 5 个 LOH 事件,涉及多个突变位点,这些位点分布在 CFTR 蛋白的不同功能域56。
- CFTR VUS_D 变异的功能验证:CFTR 变异在研究队列中出现频率较高,且与多种临床特征相关。功能实验表明,CFTR 具有肿瘤抑制功能,过表达 CFTR 可抑制 PAAD 细胞的生长、增殖、迁移和侵袭,促进细胞凋亡;而敲低 CFTR 则产生相反效果。此外,研究还发现 CFTR 突变会影响氯离子通道功能和脂肪酸代谢789。
- 针对致病性种系突变的药物筛选:利用患者来源的 3D 类器官进行药物敏感性筛选,研究发现携带 BRCA2 突变的类器官对 PARP 抑制剂奥拉帕尼(Olaparib)有显著反应;部分携带 CFTR VUS_D 种系突变的类器官对化疗耐药,但 CFTR 校正剂对携带 CFTR 突变的 PAAD 类器官表现出更好的活性1011。
研究结论与讨论
这项研究全面描绘了中国 PAAD 患者的种系突变图谱,揭示了种族和民族相关的种系突变变异性,确定了 CFTR 等基因的重要作用。通过整合多种组学数据和功能验证,证实了 CFTR 的肿瘤抑制功能,其表达下调与 PAAD 预后不良相关。同时,研究还展示了患者来源类器官在测试和筛选治疗方案中的实用性,为 PAAD 的个性化治疗提供了新的方向。这些发现不仅加深了对 PAAD 种系突变的理解,还为开发更有效的靶向治疗提供了潜在途径,对推动 PAAD 的临床治疗和研究具有重要意义。