基因组学研究：一个没有癌症的未来!

淘沙金 2014-09-16

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2014-07-25 华大基因 贵州韦顺达源健康体检中心

随着基因组学的发展，攻克癌症这个梦想会在不远的将来实现。韦顺达源携手华大基因，提供最专业的基因检测和筛查。

癌细胞在人体内的“破坏之旅”，是从一颗“种子”开始——最开始单个细胞发生突变，并不断复制产生恶性细胞群，还能顽强抵抗人体自身免疫系统的监督，形成恶性肿瘤。如果这时肿瘤被发现，医生将通过手术或化疗方法尝试清除。尽管已如此凶险，但这还不是终点——如果恶性肿瘤没有得到有效克制，复制还将继续下去，恶性肿瘤细胞将扩散至全身，导致手术无效、大剂量的化疗也仅能抑制的地步。

以传统的医学视角看癌症，它是一种让人不禁一声叹息的顽疾，但随着基因组学的发展，分子层面的癌症研究让我们对这一“绝症”的了解越来越多，在未来预防、治愈癌症不一定只是美好的期待而已。

基因组学对癌症的新认识

同一类型的癌症，从古到今是否都一样？对每一位患者的影响相同吗？基因组学研究告诉你，癌细胞比我们原先认为的更有活力和异质性。

和大家分享英国伦敦癌症研究所的Marco Gerlinger博士2012年发表在New England Journal of Medicine的研究成果。Marco Gerlinger博士认为我们可以将癌症视为癌细胞的异质性集合，这些癌细胞不断进化，甚至可能为争取生存权和发展权而发生竞争，而代价是宿主的健康乃至生命。

Gerlinger博士和同事对4例进展期肾癌患者的原发灶和转移灶标本进行了多个时间点的基因组分析（化疗开始之前和癌症进展过程中），包括全外显子组测序，或所有已知人类基因的DNA测序。此外，他们还观察同一时间点、同一标本的不同区域，寻找恶性肿瘤组织。

研究结果显示，检测出的突变多数并非所有肿瘤标本所共有，区域差异在肿瘤中相当普遍，而且有些突变出现次数多于一次，正是“趋同进化”的表现。癌细胞会在多样的自然选择压力（或许包括化疗暴露）下发生有利于自身生长和繁殖的适应性改变，这一结论意味着每例患者的每个肿瘤都具有独特的基质，而且还是多个独特的癌细胞群体的集合。

由此看来，每个癌症是独一无二的，甚至同一个人的同一个癌症也在不断进化。这种变异可能解释为何化疗并不是总能根治肿瘤，也告诉我们可以针对具有异质性且不断进化的肿瘤制定个性化的治疗方案。而这一切依赖基因组学研究的进一步深入。

癌症基因组相关计划

人类基因组计划的完成为众多临床医学研究带来了新方法。既然癌症与基因有关，那么想办法发现癌症的致病基因，将是癌症诊疗的可靠依据。

2013年12月，人类基因组计划的领导者之一、哈佛与麻省下属的Broad Institute院长Eric Lander在接受The Atlantic的采访中指出，随着测序技术的发展，测序成本大幅下降，在未来的五六年内，我们将有可能获得疾病基因的完整目录。（The Atlantic “When Will Genomics Cure Cancer?”）现在，乳腺癌、宫颈癌、胃癌、肺癌、膀胱癌、结直肠癌等的检测均获得突破，科学家们逐渐了解到，是哪些基因的突变造成了癌症的发生。

实际上，研究者们对癌症基因组的探究早已开始。

2005年，美国启动了一项旨在绘制人类癌症基因组图谱的研究计划(TCGA)，期待通过全面检测肿瘤发生过程中所有的遗传学变化，绘制出各种癌症基因异常的所有特征，进一步了解基因突变与癌症之间的内在联系，便于深入的研究和对症的治疗。

2006年，癌症基因组剖析计划（CGAP）项目启动，由人类基因组计划负责人、NIH院长Francis Collins提出，旨在DNA序列水平上找到与癌症相关的DNA变异，帮助人类真正破解癌症致病的机理。据Francis Collins称，“因为每研究一种癌症都需要收集几百个样本，以期通过分析找出真正致癌的原因”，这一创新性研究计划的规模相当于1000个、甚至10000个人类基因组计划。

同年，在杭州举行的首届国际基因组学大会（ICG）上，FrancisCollins正式邀请中国加入国际癌症基因组计划，中、英、美、印四国科学家都表示愿意把全球肿瘤基因组计划在未来研究中所获得的所有样品、突变基因序列等成果“公开、共有、共享”。

除此之外，人类癌症基因组计划（HCGP）、癌症基因组计划（CGP）等多项针对癌症攻克的计划已取得令人瞩目的成果。

国际癌症基因组联盟（ICGC）

2008年，国际癌症基因组联盟（ICGC）将利用高速技术检验肿瘤细胞的DNA，其目标是在2020年前找到所有导致细胞癌变的基因。联盟成员包括澳大利亚、加拿大、中国、欧盟、法国、印度、日本、新加坡、英国和美国，中国癌症基因组学会（CCGC）是成员国家的协作机构之一。

不同的国家分别负责不同类别的癌症基因组，中国负责破译胃癌的基因组测序，日本负责破译肝癌的基因组测序，印度负责口腔癌，美国负责脑癌、卵巢癌和胰腺癌等。此国际癌症基因组计划的目的是希望利用先进、快速的基因组测序新技术，详细研究50种不同种类的癌症，并希望找到所有与癌症相关的基因突变，最终绘制出一张较为完整的致癌基因突变图谱。

中国的癌症基因组学研究

2012年12月5日，国际癌症基因组联盟（ICGC）宣布在中国发起四个新项目，主要对结直肠癌、食道癌、肝癌和鼻咽癌的驱动基因进行检测，为实现个体化医疗奠定基础。这四个新项目将由北京大学肿瘤研究所所长吕有勇教授和华大基因主席杨焕明院士提供科学指导。中国是ICGC的创始成员之一，在2008年时曾经发起了胃癌基因组项目。

中国癌症基因组联盟（CCGC）合作计划已经形成了一个具有200多位精通新一代基因组测序以及生物信息学技术的科研人员网络体系，以揭示癌症的各种复杂起因。这四个新项目的研究人员来自北京、上海、广州、深圳和香港等12个城市的19个医院或研究所。

作为中国癌症基因组联盟的一员，华大基因已经陆续完成了宫颈癌、乳腺癌、肾上腺皮质肿瘤、食管鳞癌、胰岛素瘤、泌尿系统肿瘤、膀胱癌、直肠癌、肝癌、肾透明细胞癌等多种癌症的全基因组分析，定位突变基因，为癌症的诊断和治疗提供新思路。

华大基因还与Coimbra基因联合发起胃癌基因组研究计划，解开胃癌背后的遗传奥秘；与丹麦哥本哈根大学等研究机构组成跨国、跨学科的合作研究机构，针对乳腺癌进行深入的研究，改进乳腺癌的预测、预防和治疗；2012年和亚洲癌症研究组织（ACRG）开展肺癌和肝癌的基因组学研究，建立药物基因组癌症数据库，加速药物发现及癌症治疗新方法的研究。

自2006年Francis Collins在首届国际基因组学大会（ICG）上正式邀请中国加入国际癌症基因组计划后，每届国际基因组学大会（ICG）都会探讨有关癌症基因组的话题。第九届ICG大会将于9月9日在深圳举办，癌症基因组研究是大会议程中的热点话题之一。

癌症生物信息学和系统生物学的基因组数据库资源

基因组

癌症基因组计划（Sanger中心）

类型：癌症基因调查统计、体细胞突变、失杂合图谱、缺失图谱、小的基因内体细胞突变

网址：

/genetics/CGP

美国人类基因组资源（NCBI）

类型：人类基因组数据的整合信息资源

网址：

/genome/guide/human

Genome Browser（加州大学圣克鲁兹分校）