揭开未知的99％：最大规模癌症基因组研究宣布

全基因组泛癌症分析（PCAWG）项目对 38 个癌症组织的 2600 个肿瘤标本举行了全方位研究，出现了迄今最全面也最庞大的癌症基因组荟萃分析效果。

本文转载自民众号“原理”

撰文 糖兽

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癌症是一种基因疾病，它可能发生在身体的任何部位，每年都有大量的人因癌症去世。一直以来，对癌症基因组的研究都集中在卵白质编码基因上，可这些基因加起来只占基因组的 1%。最近，由多国学者和医生组成的国际互助团队举行了一项对另外 99% 的基因组的探索，完成了迄今为止最全面的癌症全基因组研究。

这项计划名为全基因组泛癌症分析（PCAWG），是一项以 ICGC/TCGA（全球癌症基因组协会 / 癌症基因组图谱计划）的事情为基础开展的研究。

上：PCAWG所研究的差别癌症类型；

下：前 6 种可获得最多样本的癌症类型（男性和女性）。

图片泉源：Rayne Zaayman-Gallant/EMBL

共有来自 37 个国家的 1300 多名科学家和临床医生到场到了这项研究中。他们分为 16 个科研组，对 38 种差别的癌症类型的 2600 多个基因组举行了详细深入的研究，建立了一个庞大的原发性癌症基因组数据库。这个数据库极大地提高了我们对癌症的基本认识，为癌症的诊断和治疗指明晰新的偏向。

图片泉源：PCAWG / ICGC Data Portal

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2 月 5 日，PCAWG 研究团队将他们对 2600 多个全癌症基因组的综合分析揭晓在了《自然》期刊上。除此之外，他们将通过全基因组测序而获得的各项差别研究结果，以 21 篇论文的形式揭晓在了《自然》及其隶属期刊上。

对全基因组举行测序能带来很是庞大的优势，好比其中一项就是可以对结构变异举行分析，不再局限于针对点突变的形貌。结构变异可以为肿瘤中的基因组病变类型提供更富厚、更准确的信息。他们用一系列论文先容了却构变异的原因和模式，论述了却构变异对肿瘤发生的作用，强调了它们在临床医学上的潜在意义。

此外，对全基因组举行测序还能更清晰地相识全基因组的突变特征的模式，从而使我们对致癌的病因学有更深刻的认识。突变特征指的是特定的核苷酸发生了的特殊变化，它反映了内源性或外源性诱变力与分子修复历程的配合作用。

另有两篇论文形貌了 PCAWG 的研究人员如何使用从全基因组测序中获得的信息，对影响肿瘤演化的参数以及这些参数会如何形成癌症基因组，举行更准确地描绘。由于癌细胞会受突变率和微情况等因素的影响，因此从演化的角度看待癌症，可以为癌细胞的转移、治疗反映以及耐药性提供重要线索。

一直以来，相识变异会如何驱动癌症的生长是癌症基因组学的一个重要目的。险些所有的驱动突变都是在基因中发现的。对肿瘤举行全基因组测序可以更好地在非编码区域捕捉到重复泛起的驱动突变，为相识癌症的生长和治疗开发了一条新的途径。

对正常基因表达法式造成滋扰有可能会导致癌症，但由于基因调控很是庞大，因此分析基因调控是是一项极具挑战的事情。来自全基因组测序和转录组数据的信息就可以使我们更全面地相识癌症中基因组变异和转录异常之间的关系。

尤为值得一提的是，在一同被揭晓的论文中，有 6 篇论文先容了在此次研究中饰演着重要角色的算法与技术。PCAWG 研究除了获得了庞大的生物学和医学方面的学术结果之外，还陪同有重大的技术性飞跃。研究人员所使用的是可用于高通量数据分析以挖掘全基因组癌症数据集的新的方法和技术。通过使用云盘算或深度学习等方法，为学界提供了一套可用来进一步研究癌症组学数据的工具。

云盘算：数据生存在世界各地的数据中心，盘算算规则在云中。 | 图片泉源：Rayne Zaayman-Gallant/EMBL

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PCAWG 所陈诉的研究效果可以总结如下：

癌症基因组是有限的、可知的，但也极其庞大。通过将全癌症基因组的测序与先进的分析工具相联合，研究人员可以对在癌症中发现的每一个基因变化、所有发生这些突变的历程，甚至癌症的生命历程中的关键事件的发生顺序举行形貌。

研究人员即将完成对所有与癌症有关的生物路径的编目事情，而且他们也对这些路径在基因组中所起的作用有了更全面的相识。险些在所有被分析的癌症中，他们都发现了至少一种因果突变，而且发现突变的发生历程很是多样，它可以是 DNA 上的单个碱基发生变化，也可以是整个染色体都举行了重组。基因组中凌驾 12 个控制基因开关的区域被确定为致癌突变的目的。

他们发现了一种能识别出在肿瘤泛起之前的几年甚至几十年里所发生的突变的新方法。从理论上看，这为早期癌症检测开发了一条新的门路。

凭据在全基因组中观察到的遗传变化模式，肿瘤种别可以被准确地识别，这有望资助诊断出用传统的临床试验无法识此外癌症类型。掌握确切的肿瘤类型有助于医生调整治疗方案。

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研究讲明，我们的细胞中宛若有一个分子钟。 | 图片泉源：Rayne Zaayman-Gallant/EMBL

总的说来，PCAWG 是世界各地学者在经由 10 年的互助之后，对全癌症基因组获得的空前结果。随着对肿瘤的起源和演化的相识越来越深入，我们将有望研发出新的工具和疗法来更早地发现癌症，从而提高癌症治疗的乐成率。

通太过析种种肿瘤类型中癌细胞的分子畸变，PCAWG 已经成为了识别会导致癌症的常见路径的一个有力工具。这些效果为癌症的分子驱动因素提供了新的看法，并为科学界推进癌症研究提供了极为名贵的资源。

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