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Nature Communication:食管鳞状细胞癌种族差异的分子基础研究取得突破!

来源:生物谷 2017-11-28 09:05

2017年11月17日,由复旦大学赵快乐课题组、MD Anderson癌症中心和普瑞基准科技三方合作完成“基于食管鳞状细胞癌种族差异分子基础的挖掘的研究成果”发表在《Nature Communication》上。

该项研究对316个中国病人进行了测序(全外显子组或靶向测序),并与TCGA(The Cancer Genome Atlas)的数据联合,在亚裔和白种人之间开展了比较基因组学分析。研究发现,在亚裔病人中,突变型CSMD3基因与更好的预后效果相关。运用稳定、可靠的计算策略对技术混杂因素及生物混杂因素进行调整后,发现TP53、EP300以及NFE2L2在亚裔病人中具有更高的突变频率。另外,NFE2L2突变与其邻近的一个高Fst(一个广泛使用的指标,用于对遗传结构不同导致的种族间差异度进行定量)SNP(Single Nucleotide Polymorphism,单核苷酸多态性)的等位基因型状态有关,提示两者间存在潜在的相互作用。

食管鳞状细胞癌是食管癌中一种主要的组织学类型,在不同种族中具有不同的发病率以及存活模式。虽然已有研究对这种疾病中的体细胞突变进行过特征描述,但还未有在不同病人群体进行严谨比较的研究。

食管癌发病的种族差异

食管癌对特定民族或种族的影响程度是不均等的。全球的食管癌患者有一半出现在中国,仅2015年这一年就有47.79万的新病例被诊断出来[1]。但是,在美国,食管癌的发病率远低于这个水平,2016年一年仅有1.79万新病例[2]。具体到食管癌的组织学分类中,食管鳞状细胞癌是亚裔中最主要的(占比为90%)一种食管癌,但在西方国家则以食管腺癌为主[3]。在美国发现的男性病人中,亚洲或太平洋岛民的食管鳞状细胞癌发病率比白人高出81个百分比,但比黑人低了64个百分比[4]。此外,这些不同种族患者的生存情况也存在较大差异[5, 6]。

种族间差异分析面临的难题

要想彻底攻克人类健康杀手食管癌,除了环境差异、行为、治疗方案等外部因素之外[7],对食管鳞状细胞癌中惊人的种族间差异背后的分子基础进行研究也极为重要。最近几项研究[8-12]已经对这种癌症中的显着突变基因进行了描述,但鉴于以下两个原因,严谨的跨群体比较分析仍具有挑战性:

第一,突变检测严重地受到一些技术因素的影响,包括测序平台、比对流程、测序深度以及突变鉴定算法。这些因素对收集自不同研究项目的突变数据的影响往往比较大,所以在分析中需要谨慎控制这些因素的影响[13]。

第二,一些生物因素,例如病人年龄、性别以及临床分期,也会强烈地影响基因的突变状态[14, 15]。检测种族特异的突变差异,应该考虑这些混杂效应带来的影响。

由此可见,解决以上技术难题,在亚裔人群中开展食管细胞癌的研究并与西方国家人群进比较,挖掘人群间差异背后的分子基础,显得极为重要且意义重大。

本研究的重大意义:

为解释食管鳞状细胞癌中惊人的种族间差异背后的分子基础提供了全新的见解,并提供了一套开展此类跨种族比较研究的通用框架。

以上工作已于2017年11月17日,在Nature子刊《Nature Communication》在线发表。文章名为“Comparative Genomic Analysis of Esophageal Squamous Cell Carcinoma between Asian and Caucasian Patient Populations”。

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-017-01730-x

原文精彩花絮:

参考文献:

[1] Chen, W. et al. Cancer statistics in China, 2015. CA Cancer J Clin 66, 115-32 (2016).

[2] Siegel, R.L., Miller, K.D. & Jemal, A. Cancer statistics, 2016. CA Cancer J Clin 66, 7-30 (2016).

[3] Torre, L.A. et al. Global cancer statistics, 2012. CA Cancer J Clin 65, 87-108 (2015).

[4] Wu, X. et al. Incidence of esophageal and gastric carcinomas among American Asians/Pacific Islanders, whites, and blacks: subsite and histology differences. Cancer 106, 683-92 (2006).

[5] Taioli, E. et al. Racial disparities in esophageal cancer survival after surgery. J Surg Oncol 113, 659-64 (2016).

[6] Zhang, J. et al. Comparison of clinicopathologic features and survival between eastern and western population with esophageal squamous cell carcinoma. J Thorac Dis 7, 1780-6 (2015).

[7] Cronin-Fenton, D.P., Sharp, L., Carsin, A.E. & Comber, H. Patterns of care and effects on mortality for cancers of the oesophagus and gastric cardia: a population-based study. Eur J Cancer 43, 565-75 (2007).

[8] The Cancer Genome Atlas Research Network. Integrated genomic characterization of oesophageal carcinoma. Nature (2017).

[9] Song, Y. et al. Identification of genomic alterations in oesophageal squamous cell cancer. Nature 509, 91-5 (2014).

[10] Gao, Y.-B. et al. Genetic landscape of esophageal squamous cell carcinoma. Nature genetics 46, 1097-102 (2014).

[11] Lin, D.C. et al. Genomic and molecular characterization of esophageal squamous cell carcinoma. Nature genetics 46, 467-473 (2014).

[12] Qin, H.D. et al. Genomic Characterization of Esophageal Squamous Cell Carcinoma Reveals Critical Genes Underlying Tumorigenesis and Poor Prognosis. Am J Hum Genet 98, 709-27 (2016).

[13] Ewing, A.D. et al. Combining tumor genome simulation with crowdsourcing to benchmark somatic single-nucleotide-variant detection. Nat Methods 12, 623-30 (2015).

[14] Yuan, Y. et al. Comprehensive Characterization of Molecular Differences in Cancer between Male and Female Patients. Cancer Cell 29, 711-22 (2016).

[15] Xie, M. et al. Age-related mutations associated

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