新一代癌症治疗生物标记:基因异构物

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根据最新一期的自然通讯期刊《Nature Communications》研究指出,特定的转录异构物(transcript isoforms)癌症药物反应有很大的相关性。来自加拿大研究团队使用一种新的统合分析(Meta-analysis)方法,在两个大型药物基因体学研究中,挑选 12 种以上的癌症用药,探讨各细胞中剪接(splicing)异构物与药物反应之间的关连,接着进一步分析个体的转录异构物表现与乳癌用药 lapatinib(Tykerb® ;泰嘉锭)erlotinib(Tarceva®;得舒缓®)selumetinib(AZD6244)以及太平洋紫杉醇(paclitaxel) 的关系。

他们收集来自于布洛德研究所癌细胞数据库(Broad Institute’s Cancer Cell Line Encyclopedia,简称 CCLE)与威康信托基金会桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)及麻萨诸塞州波士顿癌症治疗中心(Massachusetts General Hospital Cancer Center)的癌症药物敏感性基因体(Genomics of Drug Sensitivity in Cancer,简称 GDSC)数据库的实验数据。再从这些 1800 种以上的癌细胞株蒐集泛癌症 RNA 序列,并挑选出对 15 种癌症用药产生反应及颇具潜力的异构物标记。

随后,他们借由罗氏基因泰克细胞筛检计画(Roche Genentech Cell Line Screening Initiative)的资料,来证实这些生物标记与癌症用药反应的关系。在统合分析中,异构物生物标记(biomarkers)多于基因表现及复制数变异(copy number alterations),且有较优的一致性指标(concordance index)

该团队中的 Benjamin Haibe-Kains 研究员提到,他们验证四种异构物生物标记表现与 lapatiniberlotinibAZD6244 以及 paclitaxel 的关系,而当研究在确效阶段(validation stage)后,留下四个异构物,第一个是与AZD6244 相关的 IGF2BP2 剪接异构物,第二个是 lapatinib 相关的 NECTIN4 异构物,第三个是 erlotinib 相关的 ITGB6 异构物。另一方面,对 paclitaxel 缺乏反应的癌细胞,也有较多的 KLHDC9 异构物表现。这结果显示这些异构物将组成一种新颖且具细胞毒杀性且标靶抗癌治疗的生物标记类型。

在泛癌症细胞株的群组中,其他剪接变异体似乎也呈现较佳或较差的药物反应。然而,他们仍谨慎评估这些突变的生物标记ALK ROS1 抑制剂Crizotinib(Xalkori®;截克瘤)酪胺酸激酶(tyrosine kinase)抑制剂的关系。

Haibe-Kains 研究员及其团队指出,随着RNA定序技术的出现,能有效地量化癌细胞中的剪接转录体。而他们的生物标记全基因(genome-wide)研究显示,基因异构物也提供丰富的转录体研究资源,能为活体外(in vitro)标靶及化学治疗反应研究带来更多帮助。

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参考资料:
https://www.genomeweb.com/sequencing/cancer-drug-response-linked-transcript-isoform-markers

https://www.nature.com/articles/s41467-017-01153-8

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