癌症基因普查 精准医学更精准

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目前人类已有数百个肿瘤抑制基因(tumor suppress gene)和致癌基因(oncogene)突变时,会使其各部位(约 200 个部位)的细胞不受控制地生长和增生,进而形成癌症。临床医师或者科学家必须结合许多复杂的学术和临床资讯,才能研究或开发出一个完善的个人化癌症治疗方法。然而,他们必须花费不少心力,才能从数以万计的学术出版物和公共数据库中,找出所要的资讯。

为了减轻资讯检索的成本和时间,癌症体细胞突变数据库(The Catalogue of Somatic Mutations in Cancer, COSMIC)的研究团队进行了“癌症基因普查”(Cancer Gene Census)项目。COSMIC 数据库主要在显示超过 1500 种形式的癌症和突变类型,而癌症基因普查项目主要在描述哪些基因是癌症驱动基因以及其驱动机制和功能,它已成为癌症研究的标准,并且应用于基因研究、医学报告(英国 Genomics 临床报告)、药物开发、演算工具开发。

经过重大扩展和完全重新评估后,2018 年的癌症基因普查详细描述了 719 种癌症驱动基因(致癌基因、肿瘤抑制基因、融合基因)影响蛋白质功能并且形成的机制。例如,BRCA1/2 基因突变导致 DNA 修复机制错误,PD-1 突变抑制免疫系统或促进了肿瘤侵袭或扩散。

用科学证据说话:癌症基因普查分二阶层

癌症基因普查包括二个阶层,每个阶层都包含基因驱动肿瘤发生的证据。

具有与癌症相关的文献记录和可再现的活性的基因,以及改变基因产物活性而促使癌症形成的证据,才会被归类于第一阶层。虽然 COSMIC 只编入癌症样本和细胞株的体细胞突变,但癌症基因普查还有编入生殖细胞突变及其后续状况的相关资讯。他们也承认由 COSMIC 收集的癌症样本中的体细胞突变模式,并验证它们与癌症基因普查归类的基因作用一致。例如,例如,肿瘤抑制基因常常呈现广泛的去活化突变,而且显性致癌基因常常表现出明确定义的错义突变(missense mutations)的热点或框架内插入缺失(in-frame insertion–deletion)。此外,当融合基因改变或为其伙伴提供活性启动子(promoter)或增强子(enhancer)或二聚化结构域等调节元件,进而驱动肿瘤发生,也能被归类于第一阶层。

第二阶层为癌症基因普查的新部分,具有强烈潜力能驱动癌症发生但缺少广泛可用的证据证明的基因,被归类于第二阶层。例如,具有致癌基因或肿瘤抑制基因典型突变模式但其在科学文献中具有较少的功能证据来证实的基因,以及具有强力的癌症功能的基因但不明确的突变模式或已知仅通过表观遗传方式失调的基因。

汇整癌症生物标记 标靶治疗更精准

在癌症基因普查中,许多患者都有二种以上的不同致癌途径,有时不同途径之间是矛盾的,取决于肿瘤类型。特定基因在一种癌细胞中具有特定功能,但在另一种癌症中却有完全不同且相反的作用机制。因此,当相同药物治疗不同癌症时,会呈现不同的疗效。癌症基因普查将所有资讯汇整再一起,科学家或临床医师更容易看到每个基因的所有功能,并仅针对所需的效果,如此一来,也有助于延缓抗药性的发生。

透过癌症基因普查与 COSMIC 的结合,不仅帮助科学家和临床医师将更容易调查个体突变的生物标记以及寻找最佳的抗癌标靶位点,也将使生物学家和制药科学家能够看到抗癌药物的模式和特定途径,而不仅仅是单一基因,帮助精准医学更加精确。

延伸阅读:新次世代定序(NGS)技术 将掀起蛋白质定序革命

参考资料:
1. Nature Reviews Cancer, volume 18, 696–705 (2018)
2. https://medicalxpress.com/news/2018-10-cancer-gene-census-paves-personalised.html

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