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测量染色体可以明确癌症的预后

2019-05-15

  大多数人类细胞有23对染色体。任何与这个数字的偏差对于细胞都是致命的,并且一些遗传性疾病,例如唐氏综合症,是由染色体的异常数量引起的。

  几十年来,生物学家也已经知道癌细胞通常具有太少或太多的一些染色体拷贝,这种状态称为非整倍性。在一项关于前列腺 癌的新研究中,研究人员发现,更高水平的非整倍性导致患者的致死率更高。

  研究结果表明,可以更准确地预测患者的预后,并可用于提醒医生哪些患者可能需要更积极地治疗,生物学系癌症研究中的凯瑟琳和柯蒂斯大理石教授Angelika Amon说。

  “对我而言,这里令人兴奋的机会是能够为治疗提供信息,因为前列腺癌是一种普遍存在的癌症,”Amon说,他与哈佛大学陈氏学院流行病学副教授Lorelei Mucci共同领导了这项研究。

  更好的预测

  当细胞在细胞分裂过程中排序染色体时出现错误,就会发生非整倍性。当胚胎细胞中出现非整倍性时,它几乎总是对生物体致命。对于人类胚胎,任何染色体的额外拷贝都是致命的,但21号染色体除外,它产生唐氏综合症; 染色体13和18,导致称为Patau和Edwards综合征的发育障碍; 和X和Y性染色体。性染色体的额外拷贝可引起各种疾病,但通常不致死。

  大多数癌症也显示非常高的非整倍性患病率,这提出了一个悖论:为什么非整倍性会损害正常细胞的存活能力,而非整倍体肿瘤细胞能够不受控制地生长?有证据表明非整倍性使癌细胞更具攻击性,但很难明确证明这种联系,因为在大多数类型的癌症中,几乎所有肿瘤都是非整倍体,因此难以进行比较。

  Amon说,前列腺癌是探索非整倍性和癌症侵袭性之间联系的理想模型,因为与大多数其他实体肿瘤不同,许多前列腺癌(25%)不是非整倍体或只有少数染色体改变。这使研究人员能够更轻松地评估非整倍性对癌症进展的影响。

  使该研究成为可能的是来自卫生专业人员随访研究和医生健康研究的前列腺肿瘤样本的集合,该研究由哈佛TH Chan公共卫生学院在30多年的时间内运行。研究人员获得了这些样本的基因测序信息,以及他们的前列腺癌是否以及何时扩散到其他器官以及他们是否已经死于这种疾病的数据。

  在Stopsack的带领下,研究人员提出了一种计算每个样本非整倍性程度的方法,通过比较这些样本的基因序列与癌症基因组图谱中前列腺基因组的非整倍性数据。然后,他们可以将非整倍性与患者结果相关联,他们发现非整倍性程度较高的患者死于该疾病的可能性是其五倍。即使在考虑了Gleason评分的差异之后也是如此,这是一种衡量患者细胞在显微镜下与癌细胞或正常细胞相似程度的指标,目前医生用它来确定疾病的严重程度。

  Amon说,研究结果表明,测量非整倍性可以为决定如何治疗前列腺癌患者的医生提供额外的信息。

  “前列腺癌严重过度诊断并严重过度治疗,”她说。“很多人都有根治性前列腺切除术,这对人们的生活产生了重大影响。香港癌症医院,另一方面,每年有成千上万的男性死于前列腺癌。评估非整倍性可能是帮助告知风险分层和治疗的另一种方式,尤其是在人群中谁患有Gleason评分高的肿瘤,因此死于癌症的风险更高。“

  Amon目前正与哈佛大学陈氏公共卫生学院的研究人员合作,探讨是否可以从小活检样本中可靠地测量非整倍性。

  非整倍性和癌症侵袭性

  研究人员发现,最常见的非整倍体在前列腺肿瘤中染色体是他们现在正在努力确定位于染色体那些可能帮助癌症特异性基因染色体7和8 的细胞存活和传播,并且他们也在研究为什么有些前列腺癌症的非整倍性水平高于其他癌症。

  “这项研究突出了跨学科,团队科学方法的优势,以解决前列腺癌中的突出问题,”Mucci说。“我们计划在前列腺活检标本中临床转化这些发现并进行实验,以了解为什么在前列腺肿瘤中发生非整倍性。”

  大多数患者的非整倍性水平较低的另一种类型的癌症是甲状腺癌,因此Amon现在希望研究具有更高水平的非整倍性的甲状腺癌患者是否也具有更高的死亡率。

  “很少一部分甲状腺肿瘤具有高度攻击性和致命性,我开始怀疑这些肿瘤是否具有非整倍性,”她说。

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