荷蘭研究者報告了對22種轉移性實體瘤的全基因組測序結果，結果顯示可能沒有驅動轉移的特異性突變存在，單一轉移灶中腫瘤細胞異質性非常低，通過全基因組測序，能幫助62%的患者找到已獲批或在研抗腫瘤藥物。(Nature. 2019年10月23日在線版 doi: 10.1038/s41586-019-1689-y)

研究者對2399例腫瘤患者2520對腫瘤和血液樣本進行了全基因組測序和特征分析，篩選出7000多萬個體細胞變異，包括近6000萬個單核苷酸變異(SNV)、84萬個多核苷酸變異(MNV)、960萬個DNA片段插入和缺失以及65萬余個結構變體(SV)，獲得了每個轉移腫瘤樣本的遺傳突變譜。

研究者分析上述數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，可能真的沒有驅動腫瘤轉移的特異性突變存在，且轉移的腫瘤組織中普遍存在全基因組倍增(WGD)，一些瘤種中甚至高達80%，原發(fā)灶中只有30%，這可能與轉移灶對化療的耐受性相關。

研究者還發(fā)現(xiàn)，單一轉移灶中，腫瘤細胞的一致性非常低，高達96%的基因突變是克隆性的，還有高達80%的抑癌基因通過不同方式雙等位基因失活。尤為重要的是，研究者發(fā)現(xiàn)，通過全基因組測序，可幫助62%的患者找到已經(jīng)獲批或在研的抗腫瘤藥物。

以往的全基因組測序研究多在原發(fā)腫瘤中開展，針對轉移性腫瘤的全基因組測序研究局限特定瘤種、特定基因及外顯子層面，這項荷蘭研究是迄今最大的轉移性腫瘤全基因組測序研究。

荷蘭49家醫(yī)院參與了這項大規(guī)模研究，目前已收集了超過4000例患者數(shù)據(jù)，研究還在繼續(xù)。

研究者分析2399例腫瘤患者腫瘤組織數(shù)據(jù)，單核苷酸變異(SNV)情況，黑色素瘤中位SNV為44000個，肺癌為36000個，肉瘤為4100個，神經(jīng)內分泌腫瘤為3500個，這些突變特征與此前研究一致。多核苷酸變異(MNV)情況，肺癌中位MNV為821個，皮膚癌為764個，這兩種腫瘤是其他腫瘤的5倍，可能與吸煙和紫外線照射突變比較豐富有關。插入和缺失中位值僅為SNV的十分之一，皮膚癌和肺癌發(fā)生率相對較低。微衛(wèi)星不穩(wěn)定發(fā)生率在中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤為9.4%，子宮腫瘤9.1%，前列腺癌6.1%，結直腸癌轉移為4%，低于此前報告的原發(fā)性結直腸癌發(fā)生率。

所有腫瘤中位結構變異數(shù)為193，卵巢腫瘤為412，食管癌為372，相對較低的腎癌為71，神經(jīng)內分泌腫瘤為56。所有結構變異中，簡單缺失最常見，占所有結構變異的33%。除胃癌和食管癌外，缺失性結構變異在其他腫瘤中較普遍。

以上結果是轉移瘤組織與血細胞基因組對比的結果，反映的是轉移組織自身變化，未反映出轉移腫瘤組織與原發(fā)腫瘤間的差異。

為了了解原發(fā)灶與轉移灶間的總體基因組差異，研究者將數(shù)據(jù)與目前最大的原發(fā)腫瘤測序數(shù)據(jù)庫PCAWG進行了比較，PCAWG全基因組測序腫瘤隊列包括2583例腫瘤樣本，95%以上的樣本是未經(jīng)治療的原發(fā)腫瘤。

研究者對比后發(fā)現(xiàn)，原發(fā)腫瘤和轉移腫瘤的單核苷酸變異無顯著差異，提示單核苷酸突變負荷似與疾病進展無關，前列腺癌、乳腺癌和中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤例外。相比而言，轉移腫瘤的插入和缺失、多核苷酸變異和結構變異的突變負荷更高，尤其是前列腺癌，多核苷酸變異、插入和缺失及結構變異的發(fā)生率增加4倍以上。

分析轉移腫瘤的組織基因拷貝數(shù)改變，研究者發(fā)現(xiàn)，EGFR、CCNE1、CCND、MDM2等基因常出現(xiàn)擴增，染色體DNA存在雜合子丟失(LOH)，TP53基因LOH頻率最高，67%的腫瘤中都有，其他很多抑癌基因也出現(xiàn)LOH。

56%的腫瘤出現(xiàn)了全基因組倍增，發(fā)生率從中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的15%到食管癌的80%，遠高于此前報告的原發(fā)腫瘤的發(fā)生率(25%~37%)。

全基因組倍增一定程度上增加了腫瘤細胞對化療的耐藥性，這種倍增還可為腫瘤細胞起到緩沖保護作用，防止基因組不穩(wěn)定、破壞性突變或染色體片段丟失等給腫瘤細胞帶來的致命打擊。

該研究給出的關鍵的驅動突變名錄與此前研究一致，其中TP53(52%)、CDKN2A(21%)、PIK3CA(16%)、APC(15%)、KRAS(15%)、PTEN(13%)和TERT(12%)為最常見的突變基因，占目錄中所有候選驅動突變的26%。名錄中排名前十的基因突變在轉移腫瘤隊列中檢出率均高于原發(fā)腫瘤。

與此前的研究數(shù)據(jù)庫比較，研究者只找到兩個有可能驅動腫瘤轉移的基因變異，分別為結直腸癌轉移灶中的MLK4和乳腺癌轉移灶中的ZFPM1，這再次印證了可能不存在轉移驅動基因變異這一猜想。

抑癌基因雙等位基因失活可能對腫瘤轉移比較重要，很多重要的抑癌基因雙等位基因失活率接近100%，如TP53(93%)、CDKN2A(97%)、RB1(94%)、PTEN(92%)和SMAD4(96%)。

研究者還通過分析驅動基因突變成對共存現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了10對相互排斥的基因組合和10對同時存在的基因組合，這些相關性大部分已在此前研究中被確立，乳腺癌中GATA3和VMP1及FOXA1和PIK3CA總是成對出現(xiàn)，ESR1和TP53及GATA3和TP53是相互排斥的組合，這些關系若能進一步研究證實，有可能會多出4個乳腺癌治療新靶點。

研究者發(fā)現(xiàn)，整個隊列中，只有6.6%的單核苷酸變異、多核苷酸變異和插入缺失突變以及3.7%的腫瘤驅動點突變屬于亞克隆，即使樣本純度超過80%的樣本，亞克隆變異的比例也僅為10.6%，這個比例遠低于此前在原發(fā)腫瘤中得到的數(shù)據(jù)，提示腫瘤轉移灶異質性非常低，至少在該研究中是如此。

研究者發(fā)現(xiàn)，1480例患者的轉移腫瘤樣本中，至少有一個用藥有關的變異。約半數(shù)患者的基因變異，有已經(jīng)獲批或正在開展臨床研究的藥物可用，且未出現(xiàn)與耐藥相關的基因變異，除了上面50%的有藥可用的患者外，還有31%的患者有在研的藥物。

(編譯 張娜)