幾十年來的癌癥研究讓我們越來越認(rèn)識到,癌癥與基因突變有密切的關(guān)系,那么,到底多少個基因突變才會導(dǎo)致癌癥?zui近的一項(xiàng)研究讓我們離答案更近了一步。
在近日發(fā)表在《細(xì)胞》上的研究中,英國維康基金會桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)的科學(xué)家們對29種癌癥類型的7,500多例腫瘤進(jìn)行了研究,給出了對癌癥發(fā)展所需突變次數(shù)的估計。桑格研究所的研究人員及其合作者利用來自進(jìn)化領(lǐng)域的技術(shù),發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中平均需要1至10個突變才能驅(qū)動癌癥。研究結(jié)果也顯示,癌癥類型不同,驅(qū)動癌癥的突變數(shù)量也有很大差異。
在研究中,該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種方法,能找出哪些基因與癌癥進(jìn)展相關(guān),以及這些基因中有多少突變驅(qū)動了癌癥。這種方法將來在臨床上可能用于確定患者腫瘤中的突變,從而輔助個體化治療。
150多年前,查爾斯·達(dá)爾文描述了不同物種在自然選擇過程中如何演變。癌癥也由那些隨著時間的推移在我們的細(xì)胞中積累的突變推動產(chǎn)生,通過自然選擇過程而發(fā)展。在這項(xiàng)研究中,科學(xué)家采用進(jìn)化觀點(diǎn)來量化29個不同癌癥中的7,664個腫瘤的自然選擇。
研究的一個引人注目的發(fā)現(xiàn)是突變通??梢院芎玫乇患?xì)胞耐受。這一發(fā)現(xiàn)令人驚訝,因?yàn)閭€體對從父母遺傳而來的突變通常耐受性差,因而隨著時間的推移,有這些突變的人類會被淘汰,這些突變則被丟失。然而,在人的體細(xì)胞中,在癌癥的發(fā)展過程中,幾乎所有的突變都不會影響這些細(xì)胞的存活。
該小組還對導(dǎo)致29種不同類型癌癥的主要癌基因進(jìn)行了編目。研究人員發(fā)現(xiàn)了幾種新的癌基因,并對目前癌癥基因列表的完整程度做出了判斷。
作者們在論文摘要中說:“癌癥經(jīng)由體細(xì)胞突變和克隆選擇而發(fā)展,但以往缺乏對癌癥進(jìn)化選擇的定量測量。我們利用了分子進(jìn)化的方法,將其應(yīng)用于對29種癌癥類型的7,664個腫瘤的研究。與物種進(jìn)化不同,在癌癥發(fā)展過程中,正面選擇的影響勝過負(fù)面選擇。每個腫瘤中通過負(fù)面選擇而丟失的編碼突變平均少于1個,除必需基因的純合缺失外,凈化選擇幾乎不存在。這使得我們可以找出所有驅(qū)動癌癥的編碼突變的外顯子,包括那些已知的癌基因。平均來說,腫瘤在正面選擇下攜帶4個編碼突變,這個范圍從甲狀腺癌和睪丸癌的平均每個腫瘤少于1個到子宮內(nèi)膜癌和結(jié)直腸癌中的平均每個腫瘤大于 10個突變。這項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)的驅(qū)動型突變有一半發(fā)生在尚未被確認(rèn)的癌基因中。隨著細(xì)胞中突變負(fù)擔(dān)的增加,驅(qū)動突變的數(shù)量也增加,但不是線性的。我們系統(tǒng)地對癌癥基因進(jìn)行了編目,并指出不同基因中的驅(qū)動突變和伴隨突變的比例差異很大。”
該工作的通訊作者之一,桑格研究所的Peter Campbell博士說:“我們回答了自20世紀(jì)50年代以來一直在爭論的癌癥研究中的一個長期存在的問題:正常細(xì)胞變成癌細(xì)胞需要多少突變。答案是:一小部分,例如平均約4個突變導(dǎo)致肝癌,而通常需要10個左右的突變才導(dǎo)致結(jié)腸直腸癌。
該工作的*作者,桑格研究所的Inigo Martincorena博士說:“在研究中,我們發(fā)現(xiàn)這些驅(qū)動癌癥發(fā)生的關(guān)鍵突變中有大約一半以前尚未被確定為癌基因。人們對參與癌癥的zui重要的基因已經(jīng)有了很多了解,但還有更多的基因尚未被發(fā)現(xiàn)。要找到這些難以捕捉的基因,我們將需要將更多的癌癥DNA測序研究結(jié)果匯集到一起,可能需要數(shù)以萬計的病例。“
這項(xiàng)研究的新方法是個性化癌癥治療的一個進(jìn)步。在將來,在臨床上可以使用類似的技術(shù)來鑒定在每個腫瘤中通常發(fā)現(xiàn)的數(shù)千個突變中特定患者的癌癥的特定突變。
論文作者之一,桑格研究所主任Mike Stratton教授說:“我們現(xiàn)在知道有數(shù)百種基因,當(dāng)它們中發(fā)生突變時,會驅(qū)動癌癥。這項(xiàng)研究表明,少數(shù)幾個突變就可以將單個正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞,但是癌癥類型不同,導(dǎo)致癌變的特定基因也有所不同。該研究還表明,許多驅(qū)動基因尚未被確定,它們將成為進(jìn)一步研究的目標(biāo)。對癌癥發(fā)生的潛在機(jī)制越來越地了解,將為癌癥靶向治療奠定基礎(chǔ)。“(生物谷Bioon.com)侵刪
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