癌症基因组学取得重大突破!泛生子科学家再次发现恶性胶质瘤关键致病基因 | Nature子刊
2018/06/04
5月25日,一项关于胶质母细胞瘤的最新成果在线发表于国际权威学术期刊《Nature Communications》。该研究由杜克大学讲席教授、泛生子联合创始人兼首席科学家阎海教授主导,杜克大学及约翰霍普金斯大学研究人员联同泛生子科学家团队共同完成。


研究首次发现了两种新的胶质母细胞瘤分子分型,从而完成了TTERTpWT-IDHWTTERT启动子野生型-IDH野生型)胶质母细胞瘤基因图谱的绘制。该突破性发现有望开发针对致死性脑肿瘤的靶向疗法,令更多患者受益。


图:成人弥漫性胶质瘤整体分子分型中胶质母细胞瘤的新基因亚型

胶质母细胞瘤是成年人最常见且最致命的原发性恶性脑肿瘤。尽管有积极治疗,但中位总生存期小于15个月。对其基因谱的解析和分子分型的发展,为提升胶质母细胞瘤的临床治疗水平、改善预后提供了重要的支撑。

完成胶质母细胞瘤基因图谱的完整绘制

作为脑胶质瘤分子分型研究的开拓者,2008年至2009年,阎海教授团队及合作者首次发现了IDH1/2基因突变在脑胶质瘤中的重要作用,成果分别刊登于《科学》和《新英格兰医学杂志》;2013年,他又发现TERT启动子突变是多种常见肿瘤的关键驱动因素,可作为脑胶质瘤分子分型的又一重要依据,成果刊登于PNAS。后续研究显示, IDH基因的突变和TERT启动子的突变可对大约80%的胶质瘤患者进行分子分型。

基于此,2016年,阎海教授受世界卫生组织邀请,参与编写新版《WHO中枢神经系统肿瘤分类》指南,引入IDH1/2等脑肿瘤分子分型标准,这是人类历史上第一次将分子分型纳入脑肿瘤诊断金标准。紧随其后,泛生子开展科研成果的临床转化,并于2018年推出国内唯一获批适用于胶质瘤的泛生子IDH1/TERT 基因检测试剂盒。

然而,仍有20%左右的胶质瘤患者无TERT启动子、IDH突变和1p19q缺失,而这类患者通常预后最差,这部分肿瘤被命名为TERTpWT-IDHWT胶质母细胞瘤,或者叫做三阴性胶质瘤,它们没有成熟的遗传生物标记物,也就无法通过客观的生物标记物进行分型。

在2018年发表的最新研究中,阎海教授及其合作者首次通过全基因组测序绘制了TERTpWT-IDHWT的基因谱。


图:TERTpWT-IDHWT胶质母细胞瘤体细胞编码改变的突变图谱

研究者发现,TERTpWT-IDHWT肿瘤实际上由端粒维持相关的两个亚群组成,即SMARCAL1的失活突变导致的端粒延长,和TERT上游染色体重排导致的端粒激活。根据这两种新发现的端粒维持相关的机制,可以将TERTpWT-IDHWT肿瘤分为两个分子亚型。即TERT结构重排导致的端粒酶阳性亚型(IDHWT-TERTSV)和ATRX或SMARCAL1突变导致的ALT阳性亚型(IDHWT -ALT)。


图:在TERTpWT-IDHWT胶质母细胞瘤中SMARCAL1ATRX的失活性突变以及TERT上游的重排十分常见,并且与不同的端粒维持机制有关

该项研究继发现IDH突变和TERT启动子突变后,基本完成了胶质母细胞瘤基因图谱的绘制,基于这一发现,胶质母细胞瘤的分子分型判断标准将会进行更新。对肿瘤分子机制的研究不仅是人类对疾病发生机制更深入的探索,同时可以转化到临床,为患者带来希望和福音,这是泛生子的使命和初衷。

另外,研究者在较年轻的TERTpWT-IDHWT胶质母细胞瘤成年患者中发现,BRAF基因存在高频突变,这为针对BRAF V600E/MEK的靶向药物的使用提供了依据。

但肿瘤的逃逸和生存机制同样困扰着我们,对此阎海教授表示:“即使被锁定,肿瘤细胞往往也会狡猾地进行伪装或变化。因此,研究这种逃逸和生存的机制,对于肿瘤的药物研发具有重大意义。而我们需要更多的了解肿瘤突变基因的信号通路,来探寻这些机制的原理,从而找到对付这种机制的办法。”

专注癌症基因组学临床转化

泛生子云集了以阎海教授为核心的、多学科互补的专家团队,自创立之初始终专注于癌症基因组学临床转化。在《Nature Genetics》等世界著名权威学术期刊发表研究成果10余篇,其中在脑肿瘤领域包括:

2014年,与北京天坛医院合作,成功发现脑干胶质瘤又一重要致病原因PPM1D突变,成果发表在《Nature Genetics》;

2016年,构建出完整的垂体瘤体细胞突变基因图谱,并对各亚型垂体瘤进行了基因通路关联分析,挖掘出若干潜在的靶向治疗通路,成果在线发表于《Cell Research》;

2017年,首次发现CDH23基因不仅是家族性垂体瘤(FPA)的遗传致病基因,也是散发性垂体瘤的易感基因,结果发表于《American Journal of Human Genetics》。

泛生子成立以来,以洞察基因奥秘和发展技术创新为着眼点,致力于从癌症基因开始寻根溯源,从分子水平揭示肿瘤产生的根源及其赖以发展的关键机制。

以癌症分子研究为桨,泛生子不断加速技术落地,在基因大航海中相继抛出临床转化的巨锚:

2015年,泛生子推出脑胶质瘤6项检测产品,覆盖了 WHO和NCCN指南推荐的胶质瘤分子分型必检基因;

2016年9月,泛生子推出509panel,可用于全面指导原发脑肿瘤和脑转移瘤的精准分型预后、靶向及免疫治疗指导、遗传风险预测;

2017年4月,脑肿瘤精准诊疗专用68基因panel和国内首个小儿髓母细胞瘤分子分型检测产品上市;

2017年8月,泛生子推出了用于脑肿瘤诊断的脑脊液ctDNA检测产品,为液态活检领域再添利器;

2017年12月,泛生子自主开发的生物芯片阅读仪GENETRON 3D(注册号:渝械注准20172400136)获批上市,并重点在液体活检领域开发出针对肺癌、乳腺癌、结直肠癌、胃癌等的五十多个位点检测LDT服务;

2018年,推出国内唯一获批适用于胶质瘤的泛生子IDH1/TERT 基因检测试剂盒,为胶质瘤患者病理分型提供重要参考信息。

泛生子以实际行动实现肿瘤基因检测行业的创新突破,在为临床治疗提供多样化的、符合患者独特需求的选择的同时,引领了癌症个体化医疗的发展潮流。

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