来自Genetech公司(已被罗氏制药收购)生物信息学与计算机生物学部,以及Complete Genomics公司的研究人员通过比对肺部肿瘤和正常组织中的基因序列,发现了多个与肺癌相关的基因突变。这些癌基因的发现对于未来研究肺癌靶向治疗及基因突变机制具有重要意义。该研究成果发表在《自然》(Nature)杂志上。
文章的通讯作者是Genetech公司的张泽民(Zemin Zhang)博士,其早年毕业于南开大学,之后获得宾夕法尼亚州立大学博士学位,主要研究兴趣是癌症基因组学,其研究组利用计算机方法预测疾病基因突变。
全球每年因吸烟导致肺癌的病例数不胜数。在工业发达国家如美国,肺癌的发病率居常见癌症首位,是癌症死亡的首要原因。烟草中的致癌物如3,4-苯并芘、烟焦油等的致癌作用已得到公认。
今年一月,英国剑桥大学韦尔科姆基金会桑格学院的研究人员利用大规模高通量测序技术,对小细胞肺癌细胞系NCI-H209进行了测序分析,发现了与吸烟相关的突变。他们鉴定出22910个候选因子,其中包括134个编码外显子。
而这项最新研究发现了超过5万个基因点突变,其中530个得到确认,392个位于编码区域,包括已知的变异,如KRAS原致癌基因的突变和扩增。这些数据表明,遗传上复杂的肿瘤可能包含许多部分冗余的突变,要识别复发性致癌“驱动突变”,需要对更多未测序样本进行测序。
完整基因组测序为包括肺癌在内的多种癌症类型的突变谱提供了线索。在这篇文章中,研究人员从全基因组范围观察突变差异,对一名烟龄超过15年、平均每天吸烟25根的原发性肺部肿瘤患者进行分析,比较了癌细胞和相邻正常组织的完整序列。他们发现了多达5万个基因突变,这一数目非常庞大,过去从未有研究发现如此多的基因突变。
研究人员认为这可能与患者的烟龄有关。根据该患者吸烟数量与基因突变的比例,粗略估计每吸三根烟即可能产生一个基因突变。当然具体情况更为复杂,但研究人员指出,虽然人体的DNA修复机制能部分修复吸烟带来的伤害,但吸烟时间越长,这种修复机制的功能就越差。
此外,研究人员还在这5万个基因中找到了392个位于编码区域的突变,包括已知的变异,如KRAS原致癌基因的突变和扩增。这些数据表明,遗传上复杂的肿瘤可能包含许多部分冗余的突变。
近期科学家们还发现了与非吸烟者罹患肺癌相关的基因。如果该基因发生变异,活性降低,则罹患肺癌风险可能增高。这一发现有助于进一步研究肺癌靶向治疗和预测高危人群。
这种基因名为GPC5。研究人员发现,GPC5基因发生变异可能使非吸烟者罹患肺癌的风险增加。进一步研究发现,与健康人的肺部相比,肺腺癌患者的GPC5基因活性低50%。肺腺癌是最常见的肺癌类型。
研究人员据此认为,GPC5活性低可能导致非吸烟者罹患肺癌,有望通过进一步研究该基因,研发肺癌靶向治疗新方法,并识别高危人群。这是首次确认某个特定基因影响非吸烟者罹患肺癌风险。