蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH-Zurich）的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新方法用于檢測(cè)只存在于部分癌細(xì)胞中的突變。分析結(jié)果顯示個(gè)體腫瘤細(xì)胞遠(yuǎn)比原以為的更加多變，且因人而異。

有時(shí)候，一種腫瘤形成非常緩慢。它們開(kāi)始只有少量的突變細(xì)胞。之后這些細(xì)胞出現(xiàn)突變，再突變。這些突變細(xì)胞遠(yuǎn)比它們的祖細(xì)胞更“順風(fēng)順?biāo)?，隨著增殖而將它們的祖細(xì)胞淘汰。因此，新的細(xì)胞變異體不斷出現(xiàn)，每一個(gè)都比它的祖細(xì)胞更強(qiáng)：腫瘤通過(guò)進(jìn)化導(dǎo)致了遺傳異質(zhì)性的癌癥。

這使得難以用藥物來(lái)治療腫瘤，因?yàn)橛锌赡軙?huì)存在一些細(xì)胞對(duì)于所用藥物不產(chǎn)生反應(yīng)。來(lái)自蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和瑞士生物信息研究所的研究人員與來(lái)自蘇黎世大學(xué)的同事們聯(lián)手開(kāi)發(fā)了一種新方法能夠可靠地檢測(cè)腫瘤細(xì)胞的遺傳變異。利用這種方法，研究人員可以檢測(cè)到只在萬(wàn)分之一細(xì)胞中出現(xiàn)的突變。相關(guān)研究發(fā)表在《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

腎癌組織檢測(cè)獲成功

“將這種方法應(yīng)用到診所中非常的重要，例如，當(dāng)治療耐受的細(xì)胞類型需要進(jìn)行檢測(cè)以采用相應(yīng)治療時(shí)，”文章的主要作者、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院生物科學(xué)與工程系Moritz Gerstung說(shuō)。

新方法還能夠檢測(cè)腫瘤細(xì)胞群中某些變異的頻率，由此揭示腫瘤生長(zhǎng)的機(jī)制以及在患者體內(nèi)遺傳改變的速度。

當(dāng)對(duì)健康腎細(xì)胞和腎癌細(xì)胞中兩個(gè)基因的兩個(gè)特定區(qū)域進(jìn)行比較時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)了24個(gè)遺傳變異。一些變異只存在于萬(wàn)分之二的檢測(cè)細(xì)胞中，而另一些則占三分之一以上。

讀取錯(cuò)誤的統(tǒng)計(jì)學(xué)補(bǔ)償

研究人員利用一種稱為“深度測(cè)序”的現(xiàn)代的測(cè)序技術(shù)對(duì)來(lái)自腎癌組織的無(wú)數(shù)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行了遺傳分析。結(jié)果，對(duì)來(lái)自單個(gè)基因的數(shù)百萬(wàn)DNA片段同時(shí)進(jìn)行了測(cè)序。從全部腫瘤細(xì)胞群中分離出了這些DNA片段，并闡明了腫瘤的遺傳組成。這些基因的測(cè)序超過(guò)10萬(wàn)次，相當(dāng)對(duì)應(yīng)大量逐個(gè)測(cè)序細(xì)胞。

然而在讀取遺傳密碼時(shí)，有可能發(fā)生錯(cuò)誤。為了避免將真正的突變錯(cuò)認(rèn)為錯(cuò)誤，研究人員對(duì)健康組織進(jìn)行了平行測(cè)序確保能夠確定DNA的任何位點(diǎn)上的錯(cuò)誤率。為了將特定位點(diǎn)上的真正突變與測(cè)序錯(cuò)誤區(qū)分開(kāi)，他們開(kāi)發(fā)了一種特別的統(tǒng)計(jì)學(xué)算法?！斑@對(duì)于我們而言是一個(gè)關(guān)鍵的步驟，即使是最小的不精確也可能引起大量的錯(cuò)誤，因?yàn)樵撍惴ǚ治龅氖菙?shù)百萬(wàn)個(gè)DNA片段，”Gerstung博士說(shuō)。

個(gè)體化癌癥醫(yī)學(xué)的目的

研究人員開(kāi)始通過(guò)在已知細(xì)胞成分的對(duì)照樣本中檢測(cè)他們的新方法確定了其能夠發(fā)揮功能，沒(méi)有顯示任何虛假預(yù)測(cè)。隨后他們對(duì)四個(gè)腫瘤樣本進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了大量突變或亞型細(xì)胞。“這些細(xì)胞的存在支持了這一理論：腫瘤不斷的改變與達(dá)爾文進(jìn)化過(guò)程相一致，”Gerstung博士說(shuō)。

這一新方法有助于進(jìn)一步的個(gè)體化癌癥治療。在未來(lái)，腫瘤也可能不再被當(dāng)成一個(gè)整體進(jìn)行治療。如果知道腫瘤中包含的細(xì)胞類型，個(gè)體治療就能夠采用一種特殊的藥物組合。何時(shí)以及是否這種方法將會(huì)常規(guī)應(yīng)用到臨床還有待觀察。尚需要進(jìn)一步的研究來(lái)確定腫瘤細(xì)胞群如何對(duì)不同的治療產(chǎn)生反應(yīng)。“不過(guò)現(xiàn)階段這種方法可以用于同樣檢測(cè)其他的細(xì)胞類型，”蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員說(shuō)。