张学军:外显子组测序加速孟德尔疾病研究步伐
全基因组外显子测序(whole-exome sequencing,WES)是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域DNA 捕捉并富集后进行高通量测序的基因组分析方法。
该技术通过在遗传家系中测定少量样本,可以在极短的时间内检测全基因组范围内海量的结构功能变异,再结合之前连锁定位区域可以快速找到孟德尔疾病的致病基因。WES 已经发展成为鉴定孟德尔疾病致病基因最有效的策略。自从2010 年WES 首次成功应用于米勒综合征以来,过去3 年已经有超过150 种的孟德尔疾病使用WES 发现了致病基因。
本研究团队先后利用WES 技术发现了多种孟德尔疾病致病基因,包括播散性浅表光化性汗孔角化症致病基因MVK、Marie Unna 遗传性少毛症致病基因EPS8L3 以及点状掌趾角皮症致病基因COL14A1 和AAGAB,这些研究成果为疾病发病机制提供了新的见解。我们将对WES 进行全面详细的描述,在强调其革命性创新的同时也指出了其不足之处。
随着WES 技术的不断改进和成本降低,其势必成为寻找疾病结构与功能变异的主要技术手段。这些检测的疾病变异未来将被广泛的应用与临床服务中。
金卫林:下一个研究才是我的代表作
近日,我们在上海交通大学微纳科学技术研究院对金卫林博士进行了专访。
作为在神经发育再生领域的专家,金卫林博士不仅为我们展现了神经发育再生领域的广大,也让我们认识了一位在科研道路上求知、求实,孜孜不倦、踏踏实实的学者。金博士对待学生、科研的热情,对待生活的态度,深深地感染了笔者。
邓大君:CDKN2A甲基化—从基础研究到转化应用及存在问题
p16主要以CpG岛甲基化的方式在多种肿瘤及其癌前病变组织中频繁失活。我们发现与肿瘤细胞中的p16甲基化非常稳定不同,胃炎组织中的p16甲基化不稳定,会随着Hp的清除而消失(Int J Cancer 2009);胃癌组织的p16 CpG位点已经扩展到启动子区,而胃炎组织的甲基化CpG位点局限在第一外显子区(PLoS ONE 2012);肿瘤细胞的p16完全甲基化能够以稳态的方式稳定传递给子细胞,而第一外显子局部甲基化不稳定,可通过胞嘧啶羟甲基化途径发生去甲基化,不能传递给子细胞(PLoS ONE 2014)。
巢式病例对照和前瞻队列研究发现,p16甲基化阳性的胃和口腔粘膜上皮异型增生容易癌变(Clin Cancer Res 2004和2009;欧洲发明专利#EP1602731),得到国际同行验证。
创建符合诊断用途的p16甲基化MethyLight测定新方法(BMC Med Genet 2012;国际发明专利WO2012094776),正在开发诊断试剂,开展多中心前瞻队列验证研究(NCT01695018)。
孙树汉:肝癌发生发展过程中的长链非编码RNA功能研究
原发性肝细胞癌(以下简称肝癌,Hepatocellular carcinoma,HCC)是我国常见恶性肿瘤之一。进一步探索研究新基因的功能与肝癌发生、发展的关系,对揭示肝癌发生、发展的精确分子机制、设计合理的治疗药物及判断预后, 进一步提高我国肝癌的治疗水平具有重要意义。
近年来,长链非编码RNA(long noncoding RNA, lncRNA) 在生理及疾病过程中扮演的重要角色逐渐引起人们广泛的关注。lncRNA是一类长度超过200nt的非编码RNA分子。这些RNA并不编码蛋白或者只是编码很短的多肽,起初他们被认为是基因组转录的“噪音”,不具有生物学功能。
然而,越来越多的研究表明lncRNA参与了基因组印记、转录控制、转录后调控、蛋白功能调节等信号转导过程中重要环节。且在肿瘤的发生、发展过程中也发挥了重要作用,为全面认识肿瘤提供了新的视角。 我们对肝癌发生发展过程中lncRNA参与的调控网络及临床意义开展了大量的工作。
发现在肝癌在组织中差异表达的lncRNA可以将癌组织和癌旁组织完整地区分,说明在癌组织中lncRNA有特征性表达谱。克隆并鉴定了在肝癌发生发展过程中有重要功能的lncRNA分子,如lncRNA-LET、lncRNA-HEIH、lncRNA-MVIH,并对这些分子在肝癌组织标本中的表达规律及临床意义,对肝癌细胞生物学功能的影响,在肝癌细胞中的亚细胞器的定位,相互作用分子等方面进行了深入探讨,我们的研究结果表明lncRNA可作为肝癌诊断、治疗、预后判断的新靶点。
主要研究结果连续发表于Cancer cell、Molecular Cell、Hepatology等杂志。
乐卫东:自噬的研究现状及进展
乐卫东教授现为上海交通大学附属瑞金医院神经基因组学研究组组长,教授,博士生导师,一直从事神经退行性疾病(帕金森病、阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化症)的发病机制和靶向治疗的研究。
他带领的研究团队先后在权威杂志《自噬》上发表了5篇文章,近期发表的文章是关于自噬的一个新的机制的发现,此发现为国内外首次,其结果发表于《自噬》上,其后《自噬》杂志特发说明,强调此次发现的该机制的先进性和独创性。
此次采访,乐教授分享了自噬研究的进展及后期研究方向,同时对其实验室及研究团队做了介绍。
覃文新:DKK1蛋白作为肝癌血液标志物的发现和转化研究
上海交通大学医学院附属仁济医院上海市肿瘤研究所癌基因及相关基因国家重点实验室
肝细胞癌是全球致死率较高的恶性肿瘤之一,及时有效的诊断可提高患者的临床治疗效果、延长生存时间。
本研究纳入两个队列:测试集和验证集,测试集共831例血清样本,验证集共453例血清样本。采用酶联免疫吸附实验测定DKK1在血清中的浓度,并根据受试者工作特征曲线分析其对肝细胞癌的诊断价值。
结果显示:DKK1蛋白在肝细胞癌患者组血清中的浓度明显高于非癌症组;血清DKK1蛋白对肝细胞癌总体诊断率可达69.1%,对早期肝细胞癌(BCLC 0+A)和小肝癌(单个小于2cm)的诊断率分别可达70.9%和58.5%;同时,DKK1蛋白能够弥补甲胎蛋白(AFP)对肝细胞癌诊断能力的不足,对甲胎蛋白阴性(≤20ng/ml)肝细胞癌的诊断率为70.4%,并可从甲胎蛋白阳性(>20ng/ml)的慢性乙型肝炎及肝硬化等高危患者中鉴别诊断肝细胞癌,鉴别诊断率达68.2%;DKK1蛋白与甲胎蛋白联合应用,可将肝细胞癌总体诊断率提高至87.5%。
验证集验证了血清DKK1蛋白对肝细胞癌的诊断价值,手术后患者血中的DKK1浓度迅速下降,血清DKK1蛋白亦可作为肝癌疗效监测和预后判断指标(The Lancet Oncology 2012 Aug; 13(8):817)。
朱涛:肿瘤干细胞靶向治疗的新靶点及新策略的研究
肿瘤干细胞是肿瘤组织中存在的极小部分具有自我更新能力并能产生异质性肿瘤细胞的细胞,是肿瘤起源、增殖、上皮间质转化的根源。肿瘤干细胞促进肿瘤的复发、转移,对放疗和化疗的抵抗,是肿瘤难以彻底治愈的根本原因之一。
基于肿瘤干细胞的治疗策略为肿瘤的分子靶向治疗提供了新的思路,通过靶向调控肿瘤干细胞自我更新与增殖相关的干细胞生长因子或其信号传导通路中的关键分子,以及肿瘤干细胞特异标记物,可以有效改善肿瘤的治疗。
此外,纳米药物或纳米药物载送体系类似于传统的肿瘤干细胞靶向药物,可以直接杀伤肿瘤干细胞或间接将药物高效输送到肿瘤干细胞并高度富集,从而更有效杀死肿瘤干细胞,增强化疗药物治疗效果。
我们集中于调控肿瘤干细胞自我更新与分化的干细胞相关生长因子、非编码RNA及其新型纳米药物的研究,发现一系列基于肿瘤干细胞特征的新治疗靶点,并基于此探索了一些潜在的新治疗策略。
张鸿声:肺癌免疫治疗研究的热点与方法
张鸿声为同济大学转化医学高等研究院,同济大学医学院-上海市肺科医院临床转化中心的博士生导师、研究员。主要研究方向为肿瘤疫苗和免疫治疗的机制和临床应用。
肺癌是我国恶性肿瘤中的头号杀手。虽然外科手术、放疗和化疗等传统疗法,和分子靶向治疗在近年已取得了很大的进展,但晚期肺癌患者的预后仍然很差,而且约50%的肺癌患者在手术后复发。
肿瘤免疫细胞治疗有希望能够特异性地杀伤肿瘤细胞,并可产生长期免疫记忆预防肿瘤复发。目前已进入临床实验阶段的肺癌免疫治疗方法主要有抗体类免疫检查点抑制剂和肿瘤疫苗。
近年来,作为一种新的过继性细胞疗法,嵌合抗原受体基因修饰的T淋巴细胞(Chimeric antigen receptor-T lymphocyte,CAR-T)在白血病临床治疗实验中显示出抗原特异性杀伤性和治疗作用的持久性。随着嵌合抗原受体T细胞治疗白血病及其他癌症免疫治疗被Science杂志评选为2013年的“年度突破性研究”,CAR-T细胞治疗已成为免疫治疗肿瘤的一个新热点。
本演讲将通过介绍已处于临床试验阶段的肺癌免疫治疗,并重点介绍CAR-T治疗的方法和机理,从而揭示免疫治疗已成为今后的重要发展方向。
尹继业:非小细胞肺癌铂类联合化疗的遗传药理学研究
尹继业,医学博士,副教授,硕士研究生导师,中南大学临床药理研究所细胞与分子生物学实验室主任、分子遗传药理研究室副主任、湘雅医学检验所技术副总监。
肺癌是我国和全世界范围危害人类生命健康的常见肿瘤,到目前为止,铂类联合化疗仍然是非小细胞肺癌主要的治疗方案,尤其对于进展期肿瘤。
但在临床实践中,不同患者的化疗疗效存在巨大差异,随着遗传药理学研究的深入,越来越多的证据支持基因变异对非小细胞肺癌铂类联合化疗化疗敏感性的影响。因此,了解基因变异与铂类药物化疗敏感性的关系有助于建立肺癌患者个体化治疗体系。
但当前尚缺乏可以用于准确预测铂类药物化疗敏感性的基因变异。因此,我们分析了铂类药物通路31个关键基因 (ATP7A, ATP7B, AQP2, AQP9, MVP, OCT2, TMEM205, SLC2A1, SIRT1, HSPB1, HSPE1, HSPA4, RAC1, RhoA, HMGB1, HMGB2, SSRP1, MLH1, MSH2, MSH3, MSH4, MSH5, MSH6, ABCG2, XPA, ERCC5, SRCC1, GSTT1, WISP1, eIF3a, VCP) 的214个多态与非小细胞肺癌铂类化疗敏感性的关系,其中发现OCT2 (rs195854, rs195854), TMEM205 (rs896412), AQP9 (rs1516400), AQP2 (rs7314734), ATP7B (rs9535828, rs9535826), eIF3a (rs3740556) 与铂类化疗疗效显著相关。
为发现新的与非小细胞肺癌铂类化疗敏感性相关的遗传突变,我们挑选了17对铂类化疗明显耐药和敏感的患者进行全外显子组测序研究。发现 adenylate cyclase 1的 rs2280497和 rs2293106与非小细胞肺癌铂类化疗敏感性相关,并在小样本人群得到了初步验证。
王弢:肿瘤分子诊断技术及产品研究进展
癌症是个慢性病,往往有10年甚至20年以上的发展史,早期癌症隐匿性很强,几乎没有明显症状,仅采用传统的诊断方法很难及时发现,一旦检出,大部分处于中晚期。
癌症基因组学的发展使人类对癌症有了更新、更深刻的认知,随之而来的是全新肿瘤标志物的诞生以及肿瘤分子诊断技术的新突破。有了学科发展和技术突破的保障,使我们能够从分子水平入手进行癌症的早期筛查、辅助诊断、个体化用药指导及术后复发监控。
目前已建立了血浆及组织突变检测平台、甲基化检测平台、mRNA表达量检测平台、肿瘤标志物检测平台、免疫功能检测平台、拷贝数变异检测平台等多个肿瘤分子诊断技术平台,并正在建立二代测序和串联质谱检测平台。
独创了qPCR-MCG、MethyASA-qPCR、preMiD等新型分子检测技术,目前已有多个产品获得了CFDA批准的医疗器械注册证,已有多个独家专利的肿瘤标志物产品进入了临床试验阶段,并且正在开发多个新的候选标志物,这使我们能够建立并实施从肿瘤的超早期筛查直至术后监控的全套肿瘤防治方案。