振奋人心！日前，诺禾致源合作客户—上海交通大医院庄光磊研究员课题组及合作伙伴的肺癌异质性研究文章发表于NatureCommunications。庄教授团队长期从事癌症基因组学研究，我们有幸在事业部成立之初就与其团队达成密切合作，所以这篇新鲜出炉的文章可谓是一口气从头读到了尾，如获至宝！原来肿瘤异质性不一定会嚣张到底，不同突变基因的生物功能可能具有趋同性！研究基于基因组测序结果，辅以功能验证，并结合临床，新技术新方法、回顾性研究、前瞻性研究样样不少，环环相扣。小编已get到你们期待的小眼神，快来围观吧！
Simultaneousevolutionaryexpansionandconstraintofgenomicheterogeneityinmultifocallungcancer
多发性肺癌的基因组异质性—扩展进化与趋同进化并存
发表时间：.10.10影响因子：12.
研究单位：上海交通大医院
研究背景近几年的基因组测序研究显示很多癌种具有肿瘤异质性，但是在肿瘤进化过程中是否具有对异质性的约束以及对于生物学功能以及临床治疗的影响如何并不清楚。同时性多发肺癌(multiplesynchronouslungcancers,MSLCs)是指在同一患者肺内同时发生两个或两个以上的恶性肿瘤，在肺癌患者中较常见，但是罕有研究阐明这些同时发生的肿瘤之间的关系或者来源。
研究方法样本选取：Discoverycohort:4例MSLC：11个病灶共16个肿瘤组织，以及配对的癌旁组织；Validationcohort：2例肺癌、乳腺癌双发癌患者，1例MSLC患者
测序策略：WES：×、WGS：60×
研究结果1.MSLC的克隆结构及突变全景
针对4例MSLC患者16个肿瘤组织进行外显子测序，进化树分析发现，4例患者不同肿瘤间共有突变极少，而同一块肿瘤不同区域的共有突变较多，说明同一患者的多个肿瘤可能起源于不同的祖先细胞。研究除发现一些已知的肺腺癌高频突变基因，还发现了一些影响转录调控、MAPK信号通路、细胞粘附和生长的驱动基因，而且任两个肿瘤间共有驱动基因很少，进一步表明MSLC的多个原发瘤为独立起源。
突变频谱分析发现同一患者不同肺癌肿瘤组织一致性较高，呈现CT和TG突变偏好性。突变特征分析将样本分成了2个cluster，除了RJLC3外，RJLC1/2/4患者的多个肿瘤分别聚在一起。从每个cluster中提取出各自特有的已知突变特征，发现cluster1中包含跟年龄相关的signature1、与DNA断裂同源重组修复失败的相关的signature3、涉及AID活性的聚合酶η导致的signature9以及病因不明的signature12，而cluster2中则完全不存在signature9。
图1MSLC的克隆结构及突变全景图
2.MSLC的瘤间异质性和瘤内异质性
针对不同患者间的肿瘤异质性研究，发现每位MSLC患者的体细胞突变频谱和非同义突变差异很大。在不同肿瘤中发现了一些已知的肺癌驱动基因(KRAS、EGFR、MET、ARAF、HER2)，另外在RJLC2-T1发现BRAFDG突变以及RJLC3-T1的MEK1E-Idel突变，这两个基因均位于蛋白激酶结构域且未曾在肺癌中报道过功能，进一步通过免疫印迹、克隆形成及小鼠移植瘤模型进行功能学验证，从而证实了BRAFDG和MEK1E-Idel的致癌作用及药物靶向性。此外发现MSLC的CD3染色均为阳性，说明在肺癌早期就存在T细胞浸润，但是每个肿瘤的新抗原数量不同，提示每位患者对免疫治疗可能有不同的临床响应。
通过PyClone和SciClone软件针对两个肿瘤不同区域组织进行瘤内异质性分析，发现大多数肿瘤为单克隆，尤其是关键的驱动突变作为主克隆存在，说明这些突变发生在肺癌早期。进化树分析显示这些不同区域的肿瘤呈现分支进化，主干和分支上的突变频谱差异较大，且解剖学位置相距较远的肿瘤间突变特征差异更明显，表明亚克隆的形成是一个动态突变过程，进一步导致了MSLC的瘤内异质性。
图2MSLC的瘤间异质性和瘤内异质性
3.MSLC肿瘤发生信号通路的趋同性
研究发现每个MSLC患者在同一信号通路上的驱动事件异质性最终却在生物学功能上是趋同的。比如，RJLC1和RJLC4的EGFR受体酪氨酸激酶均发生突变，而RJLC2和RJLC3则是MAPK信号通路发生突变。该现象在之前早有报道，但这种生物功能趋同对于肿瘤发生以及治疗响应的影响尚不清楚。因此，本研究利用MSLC系统证明了这样一个假设：同一病人的不同突变在功能上是可以互换的。采用CRISPR-Cas9技术对肿瘤细胞进行处理，发现敲除了EGFR的肺癌细胞p-AKT和p-ERK的水平降低，且该细胞仅能在短时间内存活；而转入HER2后，发现降低的p-AKT和p-ERK水平以及细胞生长活性均得到恢复；相应地，HER2代替EGFR导致细胞对erlotinib(一种EGFR抑制剂，对HER2靶向治疗效果差)不敏感，而afatinib和da治白癜风最便宜的医院合肥白癜风专科医院
