新算法揭示了一生中肿瘤如何演变

癌症得到和失去大部分他们的一些细胞的染色体而不是别人,这一过程可能表明持续的进化和选择首选特征,报道的一个研究小组由马克斯·德尔布吕克分子医学中心的亥姆霍兹联合会(MDC)弗朗西斯·克里克学院和伦敦大学学院。这一发现发表在《华尔街日报》自然盛行于22日肿瘤类型,包括乳腺癌,结肠癌和肺癌。

“正在进行的构造演化的癌症基因组远远高于我们最初预期,高于社区通常表明,“罗兰·施瓦兹博士说,MDC的进化和癌症基因组学集团和论文的资深作者之一。

变异似乎有利于获得或制造更多的副本大染色体部分包含有利于癌细胞的基因,和失去部分基因,抑制肿瘤。”,这是有道理的,但这从来没有显示在这发生之前在很多肿瘤类型在一个正在进行的基础上,”施瓦兹说。

妈妈或爸爸吗?

施瓦兹和第一篇论文作者汤姆·沃特金斯,弗朗西斯·克里克研究所博士生施瓦茨co-supervises谁,有一起工作在过去的五年开发一种方法,可以帮助澄清这些大规模突变非常多的细节。这些变化,称为体细胞拷贝数的改变,包括完整的染色体臂甚至整个染色体,远比“点”在单个基因突变。具体地说,他们想知道如果一个变化是孕产妇复制的染色体,或者父亲的副本,或两者兼而有之,顺序发生变化。

“理解的染色体不稳定和产生的拷贝数异质性可以告诉未来的方法治疗,”沃特金斯说。

使用一种新颖的算法称为“refphase”和统计分析,他们能够实现这一单体型的详细级别。与同事一起,他们的方法应用于1421 394肿瘤样本代表22肿瘤类型。至关重要的是,这些样本来自至少两个不同部位的肿瘤,使研究人员能够比较不同地区的差异。

“这些数据集仍然是非常罕见的,所以我很兴奋的工作最大的多区pan-cancer收集数据,“滨佩特科维奇说,施瓦兹的实验室的博士生,是争取民主变革运动的一部分的柏林医学系统生物学研究所(BIMSB),和一个第二作者在纸上。

他们发现多种染色体收益和损失之间的细胞从肿瘤的不同部分。这种高水平的变化被发现在所有的肿瘤类型分析。

广泛的失衡

团队经常发现在肿瘤的一部分,孕产妇的收益或损失只是复制的染色体,但在肿瘤的另一部分,得失只是父亲的副本。这种现象,施瓦兹和他的同事们第一次叫在2017年的一项研究中,被称为“镜像subclonal等位基因失调”(MSAI)。“这些MSAI事件出现在许多肿瘤类型,我们发现它们无处不在,”施瓦兹说。

这些失衡可能表明独立并行进化事件发生,建议选择。进一步调查需要更好地理解如果要得到或者失去的染色体片段的确有助于肿瘤,或随机的。但有一件事是肯定的,这一发现提供了强有力的证据表明癌症不断重塑其大规模基因组,也称染色体不稳定。

它解决了癌症基因组学领域的一个正在进行的辩论。一些人认为有一连串的进化改变肿瘤初的生活,但基因组仍然相对稳定。其他人,包括施瓦兹和他的同事们怀疑这些变化正在整个癌症的生活。“我们的方法提供了实质性的证据进行染色体不稳定在一个水平的细节,以前不可能的,”施瓦兹说。

施瓦兹和他的团队正在beta测试他们的算法对公众发布作为R包,一个开放的软件进行数据分析。这将使这一领域的其他专家使用他们的技术。

参考:沃特金斯TBK Lim EL,尹浩然,佩特科维奇。普遍的染色体不稳定和核型进化顺序肿瘤。大自然。2020年9月2日在线发表。doi: 10.1038 / s41586 - 020 - 2698 - 6。

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