基因組學研究：一個沒有癌癥的未來!

淘沙金 2014-09-16

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2014-07-25 華大基因 貴州韋順達源健康體檢中心

隨著基因組學的發(fā)展，攻克癌癥這個夢想會在不遠的將來實現。韋順達源攜手華大基因，提供最專業(yè)的基因檢測和篩查。

癌細胞在人體內的“破壞之旅”，是從一顆“種子”開始——最開始單個細胞發(fā)生突變，并不斷復制產生惡性細胞群，還能頑強抵抗人體自身免疫系統(tǒng)的監(jiān)督，形成惡性腫瘤。如果這時腫瘤被發(fā)現，醫(yī)生將通過手術或化療方法嘗試清除。盡管已如此兇險，但這還不是終點——如果惡性腫瘤沒有得到有效克制，復制還將繼續(xù)下去，惡性腫瘤細胞將擴散至全身，導致手術無效、大劑量的化療也僅能抑制的地步。

以傳統(tǒng)的醫(yī)學視角看癌癥，它是一種讓人不禁一聲嘆息的頑疾，但隨著基因組學的發(fā)展，分子層面的癌癥研究讓我們對這一“絕癥”的了解越來越多，在未來預防、治愈癌癥不一定只是美好的期待而已。

基因組學對癌癥的新認識

同一類型的癌癥，從古到今是否都一樣？對每一位患者的影響相同嗎？基因組學研究告訴你，癌細胞比我們原先認為的更有活力和異質性。

和大家分享英國倫敦癌癥研究所的Marco Gerlinger博士2012年發(fā)表在New England Journal of Medicine的研究成果。Marco Gerlinger博士認為我們可以將癌癥視為癌細胞的異質性集合，這些癌細胞不斷進化，甚至可能為爭取生存權和發(fā)展權而發(fā)生競爭，而代價是宿主的健康乃至生命。

Gerlinger博士和同事對4例進展期腎癌患者的原發(fā)灶和轉移灶標本進行了多個時間點的基因組分析（化療開始之前和癌癥進展過程中），包括全外顯子組測序，或所有已知人類基因的DNA測序。此外，他們還觀察同一時間點、同一標本的不同區(qū)域，尋找惡性腫瘤組織。

研究結果顯示，檢測出的突變多數并非所有腫瘤標本所共有，區(qū)域差異在腫瘤中相當普遍，而且有些突變出現次數多于一次，正是“趨同進化”的表現。癌細胞會在多樣的自然選擇壓力（或許包括化療暴露）下發(fā)生有利于自身生長和繁殖的適應性改變，這一結論意味著每例患者的每個腫瘤都具有獨特的基質，而且還是多個獨特的癌細胞群體的集合。

由此看來，每個癌癥是獨一無二的，甚至同一個人的同一個癌癥也在不斷進化。這種變異可能解釋為何化療并不是總能根治腫瘤，也告訴我們可以針對具有異質性且不斷進化的腫瘤制定個性化的治療方案。而這一切依賴基因組學研究的進一步深入。

癌癥基因組相關計劃

人類基因組計劃的完成為眾多臨床醫(yī)學研究帶來了新方法。既然癌癥與基因有關，那么想辦法發(fā)現癌癥的致病基因，將是癌癥診療的可靠依據。

2013年12月，人類基因組計劃的領導者之一、哈佛與麻省下屬的Broad Institute院長Eric Lander在接受The Atlantic的采訪中指出，隨著測序技術的發(fā)展，測序成本大幅下降，在未來的五六年內，我們將有可能獲得疾病基因的完整目錄。（The Atlantic “When Will Genomics Cure Cancer?”）現在，乳腺癌、宮頸癌、胃癌、肺癌、膀胱癌、結直腸癌等的檢測均獲得突破，科學家們逐漸了解到，是哪些基因的突變造成了癌癥的發(fā)生。

實際上，研究者們對癌癥基因組的探究早已開始。

2005年，美國啟動了一項旨在繪制人類癌癥基因組圖譜的研究計劃(TCGA)，期待通過全面檢測腫瘤發(fā)生過程中所有的遺傳學變化，繪制出各種癌癥基因異常的所有特征，進一步了解基因突變與癌癥之間的內在聯系，便于深入的研究和對癥的治療。

2006年，癌癥基因組剖析計劃（CGAP）項目啟動，由人類基因組計劃負責人、NIH院長Francis Collins提出，旨在DNA序列水平上找到與癌癥相關的DNA變異，幫助人類真正破解癌癥致病的機理。據Francis Collins稱，“因為每研究一種癌癥都需要收集幾百個樣本，以期通過分析找出真正致癌的原因”，這一創(chuàng)新性研究計劃的規(guī)模相當于1000個、甚至10000個人類基因組計劃。

同年，在杭州舉行的首屆國際基因組學大會（ICG）上，FrancisCollins正式邀請中國加入國際癌癥基因組計劃，中、英、美、印四國科學家都表示愿意把全球腫瘤基因組計劃在未來研究中所獲得的所有樣品、突變基因序列等成果“公開、共有、共享”。

除此之外，人類癌癥基因組計劃（HCGP）、癌癥基因組計劃（CGP）等多項針對癌癥攻克的計劃已取得令人矚目的成果。

國際癌癥基因組聯盟（ICGC）

2008年，國際癌癥基因組聯盟（ICGC）將利用高速技術檢驗腫瘤細胞的DNA，其目標是在2020年前找到所有導致細胞癌變的基因。聯盟成員包括澳大利亞、加拿大、中國、歐盟、法國、印度、日本、新加坡、英國和美國，中國癌癥基因組學會（CCGC）是成員國家的協作機構之一。

不同的國家分別負責不同類別的癌癥基因組，中國負責破譯胃癌的基因組測序，日本負責破譯肝癌的基因組測序，印度負責口腔癌，美國負責腦癌、卵巢癌和胰腺癌等。此國際癌癥基因組計劃的目的是希望利用先進、快速的基因組測序新技術，詳細研究50種不同種類的癌癥，并希望找到所有與癌癥相關的基因突變，最終繪制出一張較為完整的致癌基因突變圖譜。

中國的癌癥基因組學研究

2012年12月5日，國際癌癥基因組聯盟（ICGC）宣布在中國發(fā)起四個新項目，主要對結直腸癌、食道癌、肝癌和鼻咽癌的驅動基因進行檢測，為實現個體化醫(yī)療奠定基礎。這四個新項目將由北京大學腫瘤研究所所長呂有勇教授和華大基因主席楊煥明院士提供科學指導。中國是ICGC的創(chuàng)始成員之一，在2008年時曾經發(fā)起了胃癌基因組項目。

中國癌癥基因組聯盟（CCGC）合作計劃已經形成了一個具有200多位精通新一代基因組測序以及生物信息學技術的科研人員網絡體系，以揭示癌癥的各種復雜起因。這四個新項目的研究人員來自北京、上海、廣州、深圳和香港等12個城市的19個醫(yī)院或研究所。

作為中國癌癥基因組聯盟的一員，華大基因已經陸續(xù)完成了宮頸癌、乳腺癌、腎上腺皮質腫瘤、食管鱗癌、胰島素瘤、泌尿系統(tǒng)腫瘤、膀胱癌、直腸癌、肝癌、腎透明細胞癌等多種癌癥的全基因組分析，定位突變基因，為癌癥的診斷和治療提供新思路。

華大基因還與Coimbra基因聯合發(fā)起胃癌基因組研究計劃，解開胃癌背后的遺傳奧秘；與丹麥哥本哈根大學等研究機構組成跨國、跨學科的合作研究機構，針對乳腺癌進行深入的研究，改進乳腺癌的預測、預防和治療；2012年和亞洲癌癥研究組織（ACRG）開展肺癌和肝癌的基因組學研究，建立藥物基因組癌癥數據庫，加速藥物發(fā)現及癌癥治療新方法的研究。

自2006年Francis Collins在首屆國際基因組學大會（ICG）上正式邀請中國加入國際癌癥基因組計劃后，每屆國際基因組學大會（ICG）都會探討有關癌癥基因組的話題。第九屆ICG大會將于9月9日在深圳舉辦，癌癥基因組研究是大會議程中的熱點話題之一。

癌癥生物信息學和系統(tǒng)生物學的基因組數據庫資源

基因組

癌癥基因組計劃（Sanger中心）

類型：癌癥基因調查統(tǒng)計、體細胞突變、失雜合圖譜、缺失圖譜、小的基因內體細胞突變

網址：

http://www./genetics/CGP

美國人類基因組資源（NCBI）

類型：人類基因組數據的整合信息資源

網址：

http://www.ncbi.nlm./genome/guide/human

Genome Browser（加州大學圣克魯茲分校）