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科学家确定7种儿童及成人肾癌的起源

28/06/2021
[图片由英国维康桑格研究所的Kenny Roberts提供。展示为肾脏组织的横切面,绿色信号表明癌细胞失去了生长控制]

近日,来自英国伦敦大奥蒙德街儿童医院(GOSH)、英国伦敦大学学院儿童健康研究所(UCL ICH)、 荷兰玛西玛公主小儿肿瘤中心、英国维康桑格研究所、儿童肿瘤与Oncode研究所的研究人员,确定了包括多种罕见亚型肾癌在内的7种肾癌的起源。研究结果证实,这些癌症起源来于成熟胎儿中特定形态的发育细胞。

《自然通讯Nature Communications》期刊上发表的这篇研究,使用计算方法分析现有数据集,并精准定位不同癌症出现时所产生的“细胞信号”。这种方法有望成为诊断罕见癌症患者的有效方式。

所有癌症的发生都是由正常细胞在不受控制后异常繁殖而演变而来。通过比较癌症细胞和正常细胞的基因表达模式,可以了解每个肿瘤的起源和行为。单细胞mRNA测序技术的出现帮助这种分析方法得以实现。单细胞mRNA测序是一种高分辨率技术,可以根据单个细胞表达的基因来识别组织中存在的不同细胞类型。

早期的部分研究已经使用这类技术来对比一些最常见肾癌里的健康组织和患病组织,但是对数百个肿瘤进行单细胞测序是无法实现的。

在此项研究中,英国伦敦大奥蒙德街儿童医院(GOSH)的研究人员及其合作团队决定转向计算技术来挖掘人类细胞图谱(Human Cell AtlasHCA)的参考数据和肿瘤基因表达数据库。他们评估了1,300个儿童和成人肾肿瘤的mRNA信号,跨越了七种不同的肿瘤类型来调查这类癌症的起源。

研究结果证实了儿童时期的癌症起源是发育性的,是在某个特定的发育细胞类型走向成熟的过程中出现错误后所引起的。相比之下,成人肾癌起源于成熟细胞类型,并且在绝大多数情况下不会恢复到基因表达的发育模式。

研究发现,每种癌症类型也会表现出独特的“细胞信号”或者基因表现模式,这将有助于未来的癌症分类工作。

这项研究也揭示了一些亚型肾脏肿瘤的行为和起源。由于这些亚型肿瘤十分罕见,通常情况下很难被发现及诊断。例如,先天性中胚层肾癌、肾脏透明细胞肉瘤、肾脏恶性横纹肌样肿瘤和嫌色肾细胞癌。

该研究小组首创的方法除了可以发现和诊断这些肿瘤,还可以确定肿瘤的分类,帮助医生解决无法完全诊断的临床难点。

找到正确的诊断方法

大奥蒙德街儿童医院GOSH及伦敦大学学院儿童健康研究所的儿科肿瘤学临床科学家,该项目的高级作者Karin Straathof医生

来自大奥蒙德街儿童医院GOSH及伦敦大学学院儿童健康研究所的儿科肿瘤学临床科学家,也是该项目的高级作者Karin Straathof医生分享道: “有时候,我们无法通过常规方法来完全诊断儿童肾癌,这还会影响我们对采用最佳治疗方案的判断。这项研究其中一个样本来就自于一位患有这种肿瘤却无法确诊的患儿。通过分析肿瘤细胞表达的基因,患儿得以确诊为肾母细胞瘤(Wilms’ tumour)。我希望这种方法将在未来可用于诊断此类疾病。

在近期的研究中,研究人员还利用mRNA单细胞测序对另一部分肿瘤进行了鉴定,确定了个别儿童癌症的起源。例如,神经母细胞瘤。如此,对现有数据进行计算分析,则可被用来确定更大一部分儿童癌症的起源。

研究小组的另一位高级作者,来自维康桑格研究的科学家Sam Behjati补充道: “这种使用现有数据谱的计算方法不仅验证了先前关于儿童肾癌起源的结果,它还提供了一种可研究更多类及更广泛肿瘤和罕见癌症类型的新方式。我相信这种方法的成功,为研究人类癌症所有范围的行为和起源开创蓝图。”