［文献解读］食管癌的异质性与进化

Tracking the genomic evolution of esophageal adenocarcinoma through neoadjuvant chemotherapy
' c# [2 W" Z, ?2 }7 V$ f8 D5 ]# \Cancer Discov. Aug  2015

摘要
  ?2 q& C/ {* t% l4 T/ c1 ~1.文章展示了食管腺癌（EAC）的进化频谱，表现为复杂的驱动突变、平行进化以及基因组加倍
2.阐明异质程度与新辅助治疗（NAC）疗效的相关性：异质性低的宿主，NAC疗效更好
3.多部位测序（M-seq）显示：CTT区域的T>G突变随着肿瘤进化显著减少；含铂的NAC会增加CpC区域的C>A突变
; h) b" f6 H7 J& [$ ?% A, A4.基因组不稳定性是EAC进化的早期事件，会导致化疗过程中产生可靶向的原癌基因扩增，为未来的治疗方案提供理论基础
$ x( I; i' }. N! a$ K背景
1.食管癌预后不良，过去20年EAC在西方国家的患病率显著上升
2.手术前NAC治疗能够改善患者预后，但是50-60%的肿瘤对治疗耐药
3.对单个肿瘤多部位的M-seq数据进行进化分析，可以区分存在于所有部位的早期突变

2 G8 ?8 b4 E2 O" n$ X; y- ?Multi-tumor regions
方法
- @* J/ H! }. @& z) m# g
结果——体细胞突变的瘤内异质性

以EAC005患者为例
对NAC前后的突变频谱进行进化分析（parsimony ratchet method），可将突变分为四类：
1.主干（蓝色，ubiquitous）突变：存在于肿瘤组织的所有部位
+ s& x! L5 T! @' o2.共享（橙色）突变：存在于1个以上的部位中
' z, n2 n% P3 }' s7 J# Q3.NAC前的独有（红色）突变：仅存在NAC前的1个部位
4.NAC后的独有（绿色）突变：仅存在NAC后的1个部位
. `0 `% P9 e0 @% w后三类均属heterogenous突变

其余7例患者的进化分析

异质程度与新辅助治疗（NAC）的疗效相关：化疗前异质性越低的宿主，NAC疗效越好。

5 d; M. A) o" e& E为了定量分析肿瘤细胞中的SNVs，作者整合了三个变量（拷贝数，VAF和肿瘤负荷）来计算Cancer Cell Fraction (CCF)，并且将SNV进行聚类。
0 z0 S/ u2 }( s7 z
9 |/ F& H, h/ J$ N4 _结果显示：
* M1 i9 L4 k7 u9 j/ n1.单一部位取材不能准确分析克隆频谱，因为一些热点突变仅存在于某个部位且显示出高CCF，如EAC001患者中的SLC39A12 pA44E突变
% a4 D2 ^( f  |% h2.通过不同部位的共享突变位点个数，可以判断部位间的空间距离，如EAC001患者的R2离R1比R4更近
8 J- |, w2 P) q$ L; \
0 p6 ~' w+ G" {& F- _- H5 w* KM-seq结果还显示EAC样本中还存在大量的拷贝数变异
1.超过40%的变异来自于扩增（A），说明基因组扩增是肿瘤进化的早期事件
2.通过与TCGA中ESCA的数据进行比对，发现有15个片段在至少一个肿瘤中存在扩增。这些片段大多对应可作为靶点的原癌基因。
8 e* ~$ e. L. D# |( c结果——突变频谱的时空解析
; f( B& q! k2 F/ v
* L* @5 Q2 W2 ITrunk代表早期突变；Branch代表晚期突变
结果显示： T>G突变随着肿瘤进化显著减少
1 s& A! W$ o6 A- o, [
: k. t& [3 ^2 X+ b& I接受含铂药物的NAC治疗会产生特异的分子标签， C>A突变增多

本文从时间（新辅助前后）和空间（多部位测序）两个维度对食管癌的分子进化图谱进行了阐述和解析。
$ A2 P& v& E# C1 B2 o讨论
1.EAC的单样本检测会低估肿瘤异质性和突变负荷。虽然M-seq检测到的总突变中位数远高于单个部位检出的突变，但仍然只检到肿瘤的局部
% t- |  B1 c" ?  C& e7 ^3 ~8 V2.基因组扩增和TP53、CDKN2A等抑癌基因的突变是EAC的驱动事件
! l$ E* @2 d% V- S. a5 p3.原癌基因的扩增普遍存在且不受含铂药物的干扰，但有可能成为新药物靶点
' s( B4 m' z4 L6 Z7 `4.NAC的纵向实验可能进一步解析瘤内异质性与细胞毒反应及复发的关系，用来预判治疗耐药以降低治疗的医源性影响
0 v9 s0 U" T5 o8 u1 G$ H转自吉因加科技微信订阅号