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? 同一种癌症,为什么在不同人群中存在巨大差异?

文汇 06-03

▲分裂中的癌细胞,来源:美国国立卫生研究院

虽然 2003 年已完成了人类基因组测序(HGP),但在癌症研究中,有关肿瘤中的谱系印记等问题仍悬而未决。非洲后裔和欧洲后裔所患的肝癌存在基础的、分子水平的差异?东亚人与印第安人患的乳腺癌在基因图谱上有区别吗 ?

由美国癌症研究院癌症基因组分析网络的研究人员发表了一篇新论文,提供了目前最全面的血统对正常或癌变组织分子组成的影响。研究人员根据包含 10678 名患者和 33 种癌症类型的癌症基因组图谱数据,发现血统与数百个基因的变异有关,但一些最重要的变异发生在特定类型的组织中。这一研究结果发表在《癌细胞》杂志。

丹娜法伯与布罗德研究所的医学和哲学博士 Rameen Beroukhim 是这一研究的共同通讯作者之一。他说:" 我们发现在不同血统的癌症患者中,这些分子特性差异很大程度上存在于特定类型的器官和组织中。这表明无论是在正常组织还是癌变组织中,追踪血统对分子的影响,都需要逐一检测各个组织。"

从分子的角度来看,非洲血统的人往往与欧洲血统的人所患的肾癌类型,并不相同。在非洲血统的人体内,较少出现 VHL 基因的失活突变,这一基因突变会加快肿瘤中的新血管生长。而与欧洲血统的人相比,东亚血统的人患膀胱癌时,体内产生的免疫系统反应更少。

在这项研究里,研究人员使用多种分子技术分析不同血统的患者的组织样本。患者被主要分成:欧洲人、非洲人、东亚人、南亚人、印第安人或拉美人。另外,他们将至少具有 20% 混合血统的患者归入混血类别(根据主要血统被分为亚类,比如非洲混血,欧洲混血等)。整个研究中,患者共有 33 种癌症类型,其中 13 种被进一步分为亚型。

通过癌症基因组图谱,他们对每个患者的组织进行了深入分析,检测了癌细胞和正常细胞中的一系列分子特征。这些特征包括基因突变(DNA 复制错误)、DNA 甲基化模式(影响基因的表达)、信使 RNA(DNA 的转录模版)和 microRNA(可协助或抑制基因的表达)。NCI 癌症基因组分析网络的研究人员通过这些数据来观察,这些特征的差异是否反映了血统的差异。

Cherniack 说:" 我们发现,和血统相关的所有分子特征差异,存在于数百个不同的基因中。然而,结果表明,那些最显著的差异,即能够影响细胞的功能及其与其他身体部位的相互作用,具有明显的组织特异性。" 尽管,在大多数类型的癌症中,血统会影响到的分子特征,但不会同时影响多种癌症。例如,和非洲血统相关的肺癌中的分子差异,并不存在于乳腺癌、胰腺癌等癌症中。

这些数据也使研究人员想问,当正常细胞演变成癌细胞是,它们携带的、和血统相关的特性是否被带进了癌细胞中。比如,欧洲血统的人的肺细胞分子特征,是否也能在他们的肺癌细胞中找到?

研究人员发现,绝大多数情况都是这样。Beroukhim 说," 在特定血统的人身上,正常组织的大多数分子差异都会出现在癌细胞中。" 此外,有证据表明,其中一些分子差异可能会使拥有相似背景的人,患上特定的癌症。

研究人员表示,由混血患者提供的数据十分宝贵。在初步分析拥有至少 80% 的 5 个谱系血统的患者后,他们对来自混血人群的数据,进行类似的分析。

文章共同作者之一、丹娜 · 法伯与布罗德研究所 Meyerson 研究团队的博士后 Jian Carrot-Zhang 说:" 我们发现两组鉴定的结果一致,即某一血统特有的分子差异,也会出现在拥有这一血统的混血患者身上。这一结果,强有力地支撑了我们最初的发现," Beroukhim 说:" 在研究血统在癌症中的分子效应时,混血背景的患者是一个特别强大的群体。它能帮助我们缩小导致这些差异的基因组范围。"

研究人员尚未确定血统间的分子差异,是由环境因素还是遗传因素造成的。然而,他们的确发现了血统之间的遗传差异,这可解释在癌症中的许多发现。Beroukhim 说:" 我们的研究也指出,需要更多的血统样本来开展一个更加全面的血统分析,尤其针对于正常组织。这项研究也朝这一方向迈出重要的一步。"

编辑:李晨琰

责任编辑:许琦敏

来源:环球科学、丹娜法伯癌症研究院

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