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Nature子刊:癌症治疗是否有效,这14个基因来决定

2016/09/07 来源:生物探索
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导读
患者对化疗和放疗是否有反应?治疗是否会给患者带来负面影响?近期,科学家发现14个基因能回答这些问题。


一项新研究发现了14个基因可以预测患者对肿瘤治疗的反应,尤其是对化疗和放射治疗的反应,相关研究结果于近日发表在《Nature Communications》。这些生物标志物的发现有助于临床医生为患者量身定制治疗方案,还能帮助患者避免接受可能导致不良影响的治疗方法。

染色体不稳定性,给科学家带来了新机会

目前,医生依靠肿瘤的分期和分级来判断治疗方案是否恰当,然而,并没有可靠的方法能够在癌症发展早期预测患者对治疗的反应。而在该研究中,染色体不稳定性给研究人员带来新的灵感。

染色体不稳定性(CIN)是一种癌症的标志,与肿瘤的异质性和其他恶性性质有关。着丝粒和着丝点功能异常通过染色体错分离来导致染色体不稳定性,从而形成非整倍体、重排和微核。

在该研究中,研究人员开发了着丝粒和着丝点基因表达评分(CES),以量化癌症组织中着丝粒和着丝点的基因过度表达。CES高分值与基因组不稳定性水平和不良肿瘤特性的增加有关,还反应了乳腺癌及肺癌的治疗预后较差。这也意味着高水平的基因组不稳定性使癌细胞对额外的基因毒性更加敏感。

因此,研究人员认为,CES可预测患者对化疗和放疗的反应,再次揭示了着丝点和着丝粒的错误调控在癌症发展过程中发挥了重要的作用,肿瘤组织染色体水平不稳定性极高的患者可能不适用某些特定的基因疗法。

“癌症治疗史往往充满了过度反应,这也经常带来癌症治疗的伦理争议,同时癌症治疗还有可能给患者带来严重的负面影响。”美国加利福尼亚大学首席科学家Gary Karpen教授说,“染色体的不稳定性是癌症发展的基础,我们也将这个理论用在许多不同的癌症中,例如肺癌、乳腺癌。患者对治疗将有何反应,这些信息对癌症治疗领域有重要的意义。”

癌症治疗是否有效?这些基因有话语权

加利福尼亚劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员从公共数据库的临床肿瘤样本中筛选了31个基因,这些基因的过度表达与染色体的不稳定性相关。虽然这些基因与患者的低生存率有关,但还与患者对化疗和放疗的积极反应有关。研究人员发现,患者的这些基因表达水平较低,则可能表明这些疗法无效。


图片来源:Nature Communications

在上图的31个基因中,有15个基因在9种癌症数据集中的表达错误超过50%,包括乳腺癌、子宫颈癌、头颈癌、大肠癌、胃癌、脑部中枢神经肿瘤、肝癌、肺癌和胰腺癌。

从至少包含十几种癌症的成千上万个样本中,研究人员确定了肿瘤组织中14个持续过度表达的基因。如下图所示:


图片来源:Nature Communications

研究人员希望这项研究可以为精准医学铺平道路,使医生能更容易地选择合适的治疗方法。在将该结论应用至临床之前,必须开展进一步的调查和验证。研究人员指出,他们发现高水平的基因组不稳定性与无辅助治疗情况下患者生存率的提高无关联性,因此需要建立一个可靠的基因组不稳定性阈值,以帮助医生和患者作出明智的决定。

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14 genes that may affect cancer treatment

Fourteen genes predict cancer response to therapy

参考文献:Centromere and kinetochore gene misexpression predicts cancer patient survival and response to radiotherapy and chemotherapy

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