腫瘤具有異質(zhì)性，這意味著同一腫瘤的不同部分在遺傳上可能不同。這種被稱為腫瘤內(nèi)異質(zhì)性的現(xiàn)象在癌癥研究領(lǐng)域中的重要性日益增加。同一腫瘤內(nèi)的細(xì)胞和分子差異在許多不同的癌癥中起著重要作用，因?yàn)樗鼈儗?duì)診斷和靶向治療的使用有影響。根據(jù) Charité、MDC 和德國(guó)癌癥聯(lián)盟 (DKTK) 最近發(fā)表的一項(xiàng)研究，這也適用于神經(jīng)母細(xì)胞瘤，這是一種在兒童中比較常見(jiàn)的周圍神經(jīng)系統(tǒng)的惡性實(shí)體瘤。神經(jīng)母細(xì)胞瘤由未成熟的神經(jīng)細(xì)胞群發(fā)展而來(lái)，主要位于腎上腺或沿脊柱，從那里擴(kuò)展到腹腔。
總結(jié)研究人員的主要發(fā)現(xiàn)，該研究的第一作者、Charité 兒科腫瘤學(xué)和血液學(xué)系的 Karin Schmelz 博士說(shuō)：“在我們的研究中，我們能夠證明通常與神經(jīng)母細(xì)胞瘤相關(guān)的遺傳變化既可以消失也可以出現(xiàn)在疾病的過(guò)程中。這些突變并非均勻分布在整個(gè)腫瘤中;相反，它們出現(xiàn)在不同的部分甚至單個(gè)細(xì)胞中，使腫瘤具有馬賽克樣的外觀。”
“癌癥是由進(jìn)化過(guò)程驅(qū)動(dòng)的，”MDC 進(jìn)化和癌癥基因組學(xué)研究小組的組長(zhǎng)、該研究的最后作者之一 Roland Schwarz 博士說(shuō)，癌細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷不斷的基因變化。他們?yōu)樯娑鴳?zhàn)，包括對(duì)抗其他癌細(xì)胞。每種癌癥都有自己的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，描述了腫瘤的進(jìn)化方式;一些癌細(xì)胞會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，而另一些則會(huì)產(chǎn)生治療耐藥性。
研究人員分析了總共 140 個(gè)神經(jīng)母細(xì)胞瘤樣本。活檢樣本是從 10 名兒科患者在臨床過(guò)程中的不同時(shí)間點(diǎn)收集的，覆蓋了多個(gè)腫瘤區(qū)域。樣本分析涉及使用多種現(xiàn)代測(cè)序技術(shù)，然后是計(jì)算機(jī)輔助評(píng)估。
研究人員將他們的分析重點(diǎn)放在神經(jīng)母細(xì)胞瘤相關(guān)基因 ALK、MYCN 和 FGFR1 上，這些基因在臨床過(guò)程和治療中都發(fā)揮著重要作用。根據(jù)他們的結(jié)果，ALK 和 MYCN 基因的變化并非在整個(gè)疾病過(guò)程中持續(xù)存在，也不是在所有腫瘤細(xì)胞中都發(fā)現(xiàn)。ALK 和 FGFR1 基因的變化可以提供有用的治療目標(biāo)，特別是在復(fù)發(fā)患者中。研究人員發(fā)現(xiàn)，在一些患者中，診斷時(shí)存在的 ALK 突變?cè)谑中g(shù)切除腫瘤時(shí)已經(jīng)消失。此外，僅在不同的腫瘤區(qū)域中發(fā)現(xiàn) FGFR1 基因的變化。研究人員還能夠確定神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞中存在的基因拷貝數(shù)量的不穩(wěn)定性。在某些情況下，
生物信息學(xué)專家 Schwarz 博士解釋說(shuō)：“記錄特定基因拷貝數(shù)的詳細(xì)時(shí)空變化的過(guò)程極其復(fù)雜。”盡管存在這些挑戰(zhàn)，他的研究小組開(kāi)發(fā)了一種能夠精確重建這些拷貝數(shù)的算法。 2020 年，Schwarz 博士和他的國(guó)際同事使用這種方法在一系列不同的癌癥中產(chǎn)生了持續(xù)結(jié)構(gòu)進(jìn)化的證據(jù)。“我們現(xiàn)在已經(jīng)能夠?qū)⑵鋽U(kuò)展到神經(jīng)母細(xì)胞瘤，在那里我們能夠詳細(xì)展示癌癥如何基因組經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)變化，”施瓦茨博士說(shuō)。
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