有別於成年人！兩篇Nature重磅揭示兒童癌症不同的突變特徵

生物探索

編者按

2月28日，《Nature》期刊「背靠背」發表了兩篇針對兒童患者進行「泛癌分析」的文章。科學家們第一次梳理了超1700個腫瘤組織的基因組數據，共涉及超20種不同類型的兒童癌症，從中發現兒童癌症與成人癌症在基因突變上有很大的不同，為兒童癌症精準醫療提供了新線索。

圖片來源：Illustration by Paddy Mills

「這些數據提醒我們，兒童患者並不是成年患者的『縮小版』，並不能直接『套用』成年人的治療方案。它強調了為兒童癌症患者開發精準治療藥物的必要性。」項目負責人、St. Jude計算生物學主任Jinghui Zhang教授表示道。她帶領團隊分析了1699名兒童患者（涉及6種癌症類型）的基因組數據。

另一篇文章由來自於德國癌症研究中心的科學家們完成，他們針對24種癌症，比對了961名兒童癌症患者的全基因組、外顯子基因組數據。

Jinghui Zhang教授（前排）與兩名共同一作Xiaotu Ma和Yu Liu博士（後排）（圖片來源：Peter Barta / St. Jude Children"s Research Hospital）

1

兒童癌症現狀

某種程度上，研究兒童癌症比成人癌症更容易。這是因為兒童所累積的突變相對較少，從而便於區分「驅動」癌變的突變基因。

但是，兒童癌症數量相對較少，臨床試驗中註冊的患者數量更少，關聯腫瘤的基因組信息有限，所以製藥公司並不樂意進軍這一相對較小的市場。

2

有別於成人癌症

另一篇由德國癌症研究中心的科學家們發表的文章（doi:10.1038/nature25480）

研究團隊採用了了3種完全不同的下一代測序方法，分析了僅存在於癌細胞中的基因突變以及突變對於腫瘤、正常組織的影響。這一方法被稱為「泛癌分析」（pan-cancer analysis）。

他們發現了超140個可能與癌症發生有關聯的基因。但是，只有45%與成人癌症的驅動基因重疊。這意味著，兒童癌症和成人癌症往往關聯著不同的基因突變。研究人員認為，一半的突變基因有望成為有用的治療靶點。

3

特殊的突變特徵

Jinghui Zhang團隊的文章（doi:10.1038/nature25795）

Jinghui Zhang團隊共分析了6種癌症，包括急性淋巴細胞白血病（ALL，B細胞和T細胞系）、急性髓系白血病（AML）、骨肉瘤（osteosarcoma）、腎母細胞瘤（Wilms tumor）和神經母細胞瘤（neuroblastoma）。

不同於成年人的泛癌分析（主要關注編碼序列），此次研究團隊重點分析了兒童患者的DNA拷貝數、染色體重排變異。同時，轉錄組、突變體與野生型等位基因的定量和定性表達也第一次被綜合分析。

結果顯示，在689名B細胞系急性淋巴細胞白血病患者中，有8名患者攜帶意想不到的突變特徵——他們的DNA突變類型與紫外線照射引發的突變（之前只存在於皮膚癌中）一致。「這一發現表明，暴露於紫外線下可能是一種之前未曾重視的致癌因素，它會增加兒童發生白血病的風險。」加州大學聖地亞哥分校的Ludmil Alexandrov博士表示道。

另外，62%的致癌突變是DNA拷貝數、結構異常，遠高於傳統認知的DNA點突變。「拷貝數異常會導致特定基因增加或者減少，而結構異常會引發基因重排。這些結果意味著，未來對兒童患者的精準分析需要考慮這兩個因素。」 Jinghui Zhang強調道。

兒童癌症與成人癌症的不同之處，包括基因突變率、基因驅動、特異性。（圖片來源：Nature）

4

下一步目標

然而，從基因突變到開發出有效藥物，將是一個漫長過程。

來自於Dana-Farber癌症研究所的兒科腫瘤學家Katherine Janeway認為，因為不知道到底有多少分子靶標與兒童癌症有關。但是，其同事Scott Armstrong教授認為，基於基因組學構建資料庫是一個良好開端。

事實上，很多實驗室試圖解析突變引發兒童癌症的細節，例如Broad研究所啟動了一個研究項目，利用基因編輯工具研究兒童癌症細胞中突變基因的功能。

現在，這兩項重磅研究讓我們對於兒童癌症的生物學原因有了進一步的了解，從而為更個性化的診療提供了新的方向和依據。

End

參考資料：1）Genome studies unlock childhood-cancer clues

2）Genomic analysis underscores need for precision therapies that target pediatric cancer

本文系生物探索原創，歡迎個人轉發分享。其他任何媒體、網站如需轉載，須在正文前註明來源生物探索。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！