近日,由中国科学院北京基因组研究所吴仲义所长及其科学团队与国立台湾大学医学院陈定信院士、陈培哲院士共同合作的“基因组合作研究”计划取得最新进展,相关成果发表于《美国科学院院刊》(PNAS)。
吴仲义教授早年毕业于台湾东海大学,1982年获得加拿大英属哥伦比亚大学博士学位,曾先后任职于罗彻斯特大学和芝加哥大学。2004年当选台湾“中央研究院”院士,2008年受聘为北京基因组研究所所长。他长期从事群体遗传学研究,在物种形成和自然选择等演化生物学基础问题以及自私遗传因子、分子时钟、X染色体抑制和演化基因组学等领域做出了独创性贡献,在Science、Nature、PNAS等顶级期刊发表论文近120篇。
目前,癌症是人口死亡的第二大原因,肝癌、食管癌和胃癌的5年生存率均不超过30%,其中肝癌仅为5%-6%。癌症死亡的主要原因是转移与复发,因此“癌转移”已成为21世纪生命科学亟待解决的问题。肝癌是全球第三大癌症杀手,在我国则居第二位。肝癌治疗以手术为主,但即使早期切除,5年内仍有半数患者发生转移复发。近年来开展的局部治疗,其转移复发率比切除更高,即使进行肝移植,癌转移复发仍是首要问题。
癌细胞与正常细胞行为不同的遗传基础在于癌细胞基因组中存在基因突变。随着第二代测序技术在成本和数据产出上的巨大突破,科学家可以通过比较癌细胞与正常细胞的基因组,获得癌细胞中发生突变的基因,同时了解这些突变发生的先后顺序,并结合演化观点直接推断肿瘤的演化过程。
在本研究中,研究人员通过追踪一例肝癌患者肿瘤细胞的DNA改变过程,对该病例的原位肿瘤及肝内转移肿瘤进行了全基因组测序,并鉴定了基因突变及其发生的先后顺序。尽管肿瘤细胞通常积累了成千上万的突变,但通过演化观点分析,研究人员界定了3个关键基因突变,这些突变均发生于肿瘤细胞群体迅速膨胀之前。
以往认为复发肿瘤一般由原位肿瘤细胞的后代发展而来。在本例研究中,研究人员观察了2个复发肿瘤的基因组,发现复发肿瘤1确实是原位癌的直接后代,而复发肿瘤2更像是原位癌的兄弟克隆,而非子代克隆。这意味着在原位癌获得快速生长能力之前,肿瘤细胞就已发生转移,这丰富了我们对“复发肿瘤”的认识。
“肝癌癌症基因组合作研究”计划于2009年启动,作为基因组所一项长期的癌症基因组合作研究计划,其主要目的是分析肿瘤基因组序列改变,并通过研究结果对获得新的癌症诊断治疗方法起到积极作用。经过2年合作研究,该计划已取得越来越多成果,同时对肿瘤的发生、发展有了更多新认识。此次发表的论文是该计划第一例肝癌全基因组研究成果。
(生物通:何嫱)