正常细胞变成癌细胞需要多少个突变?
癌症发生与基因突变有密切关系,那么,到底多少个基因突变才会导致癌症?最近的一项研究让我们离答案更近了一步。
英国维康基金会桑格研究所(Wellcome Trust Sanger Institute)Campbell等首次对患29种类型癌症的7500多例肿瘤病例进行了分析研究,对癌症发生所需的突变次数进行了探讨,发现细胞中平均需要1~10个突变就能驱动癌症。不同类型癌症,驱动癌症发生的突变也不同。(Cell. 2017年10月19日在线版)
研究者开发了一种能找出哪些基因与癌症进展相关的方法,可分析这些基因中有多少突变驱动了癌症。该方法将来有可能可用于临床上确定患者肿瘤中的突变,辅助个体化治疗。
研究者采用进化观点量化29种类型癌的7664个肿瘤的自然选择。一个研究发现是癌症相关突变在机体中有良好的细胞耐受性,这一发现令人意外,因为个体从父辈遗传而来的突变通常耐受性较差,通常会随着传代而被消除。而在人类体细胞中,在癌症发生发展过程中,几乎所有的突变都不影响这些细胞的存活。对这些类型肿瘤的主要癌基因进行了研究,发现了几种新的癌基因。
研究者指出,与物种进化不同,在癌症发展过程中,正面选择的影响胜过负面选择。每个肿瘤中通过负面选择而丢失的编码突变平均少于1个,除必需基因的纯合缺失外,进化选择几乎不存在。这使得可找出所有驱动癌症的编码突变的外显子,包括那些已知的癌基因。该研究回答了自上世纪50年代以来一直在争论的问题:正常细胞变成癌细胞需要多少突变,答案是一小部分即可。例如平均约4个突变导致肝癌,通常需要10个左右突变导致结直肠癌。
研究发现这些驱动癌症发生的关键突变中,约半数是尚未被认定的癌症相关基因。人们对参与癌症发生最关键的基因已有很多了解,但还有更多的基因未被发现。要找到这些难以捕捉的基因,需要将更多的癌症DNA测序研究结果汇集分析,可能需要数以万计的病例。这项研究新方法是个性化癌症治疗的一个进步,将来临床上或可用于鉴定在每个肿瘤中数千个突变中特定患者的癌症的特定突变。
研究者指出,我们现在已经知道了数百种基因,当这些基因发生突变时,驱动癌症发生。该研究表明,少数几个突变即可将单个正常细胞转化为癌细胞,癌症类型不同,导致癌变的特定基因突变也有所不同。许多驱动基因尚未被确定,或将成为进一步研究的目标。
(编译 石磊 唐嫣)
