新一代高通量測(cè)序技術(shù)促進(jìn)了兒童癌癥基因組學(xué)研究的快速發(fā)展，已為癌癥診斷、預(yù)測(cè)預(yù)后、確定治療靶點(diǎn)或治療耐藥等提供了重要的參考價(jià)值。迄今為止，大多數(shù)兒童癌癥基因組學(xué)研究都集中在高危疾病患者，包括難以治療或復(fù)發(fā)/難治性癌癥類型。 在遺傳和胚系變異的背景下，不同兒童癌癥類型都有獨(dú)特的體細(xì)胞改變組合。此外，對(duì)于許多罕見兒童癌癥，新的診斷和預(yù)后亞群以及完整的遺傳驅(qū)動(dòng)因素還有待確定。因此，生成全面的基因組數(shù)據(jù)、系統(tǒng)地分析和闡明兒童期癌癥的分子基礎(chǔ)等是非常必要的，可為兒科癌癥的精準(zhǔn)治療提供重要的依據(jù)。

近日，美國(guó)圣猶大兒童研究醫(yī)院研究團(tuán)隊(duì)在Cancer Discovery在線發(fā)表了題為“Genomes for Kids: The scope of pathogenic mutations in pediatric cancer revealed by comprehensive DNA and RNA sequencing”的文章，報(bào)道了一個(gè)基于全基因組測(cè)序（WGS），全外顯子組測(cè)序（WES）和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（RNA-seq） 三平臺(tái)的聯(lián)合分析策略。研究結(jié)果表明，這種聯(lián)合策略可極大地提高基因組突變檢測(cè)的準(zhǔn)確性，無需通過正交方法對(duì)體細(xì)胞和胚系變異進(jìn)行驗(yàn)證，促進(jìn)了罕見兒童癌癥的研究發(fā)現(xiàn)。

2015年8月至2017年3月，365名兒童癌癥患者被納入G4K （NCT02530658） 研究隊(duì)列，通過對(duì)配對(duì)腫瘤和正常樣本進(jìn)行三平臺(tái)測(cè)序的非治療性研究。經(jīng)過篩選后，309名入組患者中有253名 （82%） 使用WGS、WES和RNA-Seq對(duì)腫瘤進(jìn)行了檢測(cè)，300名患者使用WES和WGS對(duì)生殖系樣本進(jìn)行分析。此外，該研究隊(duì)列中，262名患者（85%）是新診斷的癌癥，47名患者（15%）是復(fù)發(fā)或難治性癌癥類型，G4K隊(duì)列的白血病和視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的比例較高。

圖1. 研究隊(duì)列概述。來源：Cancer Discovery

圖2. 研究隊(duì)列包含的腫瘤類型。來源：Cancer Discovery

首先，研究人員利用腫瘤基因組數(shù)據(jù)對(duì)1200個(gè)已知在癌癥發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮作用的基因進(jìn)行了分析，包括體細(xì)胞單核苷酸變異 （SNVs）、小片段插入/缺失（indels）、雜合性缺失（LOH）、結(jié)構(gòu)變異（SVs），包括融合、增強(qiáng)子劫持、內(nèi)部串聯(lián)重復(fù) （ITDs） 和拷貝數(shù)改變（CNAs）?？偟膩碚f，平均每個(gè)病例有三種致病性或可能致病性 （pathogenic or likely pathogenic, P/LP） 體細(xì)胞獲得性變異。此外，基因融合或增強(qiáng)子導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變異是兒童癌癥的重要驅(qū)動(dòng)因素。與單獨(dú)的WES相比，在兒童癌癥基因組研究中納入WGS顯著提高了對(duì)驅(qū)動(dòng)基因突變的檢測(cè)。

大多數(shù)兒童癌癥基因組都存在少量的體細(xì)胞改變，其中許多都是非復(fù)發(fā)性的，因此很難確定其致病性。研究團(tuán)隊(duì)借助300例患者的胚系WES和WGS數(shù)據(jù)分析了156個(gè)癌癥易感基因，其中一半與常染色體隱性癌癥易感條件相關(guān)。結(jié)果顯示，在55名患者中鑒定了58種胚系P/LP變異，共涉及29個(gè)基因；在230例患者中，檢測(cè)到420未知的變異，共影響111個(gè)基因。 

在某些情況下，致病性胚系變異與成人發(fā)病條件或常染色體隱性癌癥易感性綜合征有關(guān)。但這些胚系變異是否以及如何參與兒童癌癥的發(fā)病機(jī)制仍然知之甚少。研究人員在每個(gè)患者腫瘤類型的背景下回顧了所有胚系P/LP變異，以確定胚系變異是否可能發(fā)揮因果作用。研究發(fā)現(xiàn)，58個(gè)涉及15個(gè)基因的胚系P/LP變異中有32個(gè)與腫瘤形成相關(guān)，這些基因中的大多數(shù)與兒童癌癥的關(guān)系已經(jīng)被報(bào)道，例如視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤中的RB1，膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的NF1和PMS2，髓母細(xì)胞瘤中的PTCH1等。

盡管G4K為非治療性研究，因此并未將患者與靶向治療進(jìn)行匹配分析，但他們?nèi)匀辉噲D從三個(gè)平臺(tái)測(cè)序獲得的基因組發(fā)現(xiàn)與患者的診斷、風(fēng)險(xiǎn)分層、癌癥治療等進(jìn)行關(guān)聯(lián)?；诂F(xiàn)有的證據(jù)和研究發(fā)現(xiàn)，包括FDA批準(zhǔn)的靶向治療、基于新一代測(cè)序結(jié)果的臨床試驗(yàn)治療資格以及其他專業(yè)指南或相關(guān)信息，研究團(tuán)隊(duì)在253名接受配對(duì)腫瘤和正常組織測(cè)序的患者中，發(fā)現(xiàn)218名至少存在一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)是診斷性的 （53%），預(yù)后性的 （57%），治療靶向性的（25%） 或有癌癥傾向的 （18%）。具體來說，在體細(xì)胞突變中，靶向性異常主要包括BRAF、ALK、MET和ABL1等激酶的基因融合或熱點(diǎn)突變。

綜上所述，研究人員對(duì)309名癌癥兒童的腫瘤和/或配對(duì)正常樣本進(jìn)行了全面的WGS、WES和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，以量化基因組變異在特定兒童癌癥類型中的特征，并評(píng)估三平臺(tái)測(cè)序方法聯(lián)合的潛在益處。通過無偏倚的癌癥隊(duì)列，G4K研究旨在對(duì)所有兒童癌癥類型進(jìn)行全面的組學(xué)分析，以提供系統(tǒng)的兒童癌癥生物學(xué)的新見解。同時(shí)，隨著基因組測(cè)序技術(shù)的發(fā)展以及測(cè)序成本的降低，多平臺(tái)組學(xué)聯(lián)合分析將會(huì)在臨床上得到更廣泛的應(yīng)用，并將成為評(píng)估和管理新診斷的兒童以及復(fù)發(fā)或難治性癌癥的重要輔助手段。

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