Nature重磅：20多篇论文发现致癌的“罪魁祸首”

来源：生物通

这一项目是迄今为止对整个癌症基因组最大，最全面的研究。

图片来自Nature

世界顶级研究机构：Wellcome Sanger研究所，新加坡Duke-NUS医学院，加州大学圣地亚哥分校医学院，麻省理工学院和哈佛大学等处研究人员完成了一项庞大的国际癌症研究项目，通过对致癌原因进行分类，揭示了驱动癌症发展的DNA破坏过程的遗传指纹。这些研究得到了这些基因指纹的最详细清单，揭秘关于每种癌症如何发展的线索。

这些成果公布在2月5日Nature杂志及其子刊上，这是全球癌症计划的一部分，将有助于了解癌症的原因，提供预防策略，并为癌症的诊断和治疗指明新的方向。

致癌特征

Pan-Cancer Project项目涉及来自37个国家的1,300多名科学家和临床医生，分析了38种不同肿瘤类型的2,600多个基因组。该项目代表了对癌症基因组的前所未有的国际间合作探索，极大地增进了我们对癌症的基本了解，并进一步完善了癌症发展机制。

癌症是由细胞DNA的遗传突变引起的，这些突变使细胞无法控制地分裂。许多已知的致癌原因，例如紫外线和吸烟，都会在DNA中留下特定的损伤指纹，这称为突变特征。这些指纹可以帮助了解癌症的发展过程以及潜在的预防方法。但是，过去的研究无法识别所有潜在的突变特征。

指纹研究发现了以前从未见过的新突变特征，从单个“typo”突变到更大的遗传密码插入和缺失突变，从而得到了有史以来最大的参考突变特征数据库。在所有突变特征中，只有大约一半具有已知原因，但是现在可以使用该资源来帮助找到更多致癌原因，更好地了解癌症的发展。

Nature论文的通讯作者，Sanger研究所所长Mike Stratton教授说：“使用详细的癌症DNA突变标志目录，全世界的研究人员现在能够调查与之相关的化学物质或过程。这将增进我们对癌症如何发展的了解，并发现癌症的新原因，有助于为预防癌症，制定公共卫生策略。”

第一作者，加州大学圣地亚哥分校的Ludmil Alexandrov博士说：“在该项目开始时，我们寻找了几乎所有可公开获得的癌症基因组，并分析了它们的全基因组序列。来自这数千种癌症的数据让我们将比以往任何时候都更详细地描述突变特征，我们相信现在了解了大多数存在突变的特征。”

另一位通讯作者Steven Rozen教授说：“某些DNA指纹或突变特征反映了癌症对药物的反应。对此进一步研究可能有助于诊断某些癌症，以及找到患者的药物应答。”

麻省理工学院和哈佛大学的Gad Getz教授说：“全基因组范围内的大量数据使我们能够应用更先进的分析方法，发现和完善突变特征。我们新收集的指纹可以更完整地描述破坏或修复DNA的生物学和化学过程，并使研究人员能够破译影响新测序癌症基因组的突变过程。”

重排列DNA遗传变化

今天发表在Nature杂志上的该项目另一项研究指出，重新排列DNA的更大，更复杂的遗传变化也可能充当突变特征，并指导发现致癌的原因。研究人员发现了16种特征，涵盖了从单个基因重排到整个染色体的整个过程。

这一项目是迄今为止对整个癌症基因组最大，最全面的研究。这项合作创造了巨大的原癌基因组资源，可供全球研究人员推进癌症研究。

Sanger研究所泛癌指导委员会成员，癌症，衰老和体细胞突变负责人Peter Campbell博士说：“整个泛癌工作能帮助解决长期存在的医疗难题：为什么两名患者，他们似乎患上的是同一癌症，但对同一药物的反应不同。我们证明了这些不同治疗效果的原因都写在了DNA中，每位患者癌症的基因组都是独特的，但有一定程度的DNA模式重复，因此通过足够大量数据的研究，我们可以识别所有这些模式，优化癌症的诊断和治疗。”

参考文献：

Ludmil Alexandrov, Jaegil Kim, Nicholas J Haradhvala, & Mi Ni Huang et al. (2020) The Repertoire of Mutational Signatures in Human Cancer. Nature. DOI: 10.1038/s41586-020-1943-3

**Yilong Li, Nicola D Roberts, Jeremiah A Wala & Ofer Shapira et al. (2020) Patterns of somatic structural variation in human cancer genomes. Nature. DOI: 10.1038/s41586-019-1913-9

The ICGC/TCGA Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes Consortium. (2020) Pan-cancer analysis of whole genomes. Nature. DOI 10.1038/s41586-020-1969-6

The Nature collection landing page with all the PanCancer publications will go live when the papers publish: https://www.nature.com/collections/pcawg/