最終診斷 775.反制措施
測試廣告1
新的證據表明，腫瘤的發展可以被認為是一個不斷進化的達爾文模型。轉移也可以被看作是腫瘤細胞通過微觀和/或宏觀進化轉移從原發灶擴散到轉移的進化過程。與經典的轉移只有在腫瘤形成的後期才出現的觀點不同，最近的研究表明這一過程可能發生在腫瘤形成的早期。為了系統地闡述這一過程，提出了兩個一般的進展模型，即線性進展模型和平行進展模型。
這兩種模式從兩個維度加以區分(1)原發灶出現轉移的相對時間；(2)預期的遺傳分化，特徵是比較原發灶和匹配的轉移灶之間突變的總和。儘管最近對原發腫瘤和轉移灶的比較研究表明，不同類型的癌症可能同時存在線性和平行的轉移進展，但目前尚不清楚癌症不同器官部位的轉移是遵循相同還是不同的進展模式。此外，受癌症影響的同一轉移器官的轉移內和轉移間的異質性仍未完全闡明。對這些問題的更好理解不僅將為轉移過程的生物學提供新的見解，而且還將有可能揭示同時針對原發腫瘤和轉移腫瘤的治療策略的差異。
為了全面探討肺腺癌最常見的兩種轉移方式--肝轉移瘤(li)和腦轉移瘤(br)的遺傳差異和親緣關係，我們對10例原發腫瘤(li-p)和肝轉移瘤(li-)、11例原發腫瘤(br-p)和腦轉移瘤(br-)的63例組織和血液標本進行了全外顯子測序(es)。為了保證腫瘤的自然進化狀態，在任何系統治療之前，都會將符合條件的組織和外周血液樣本進行匹配。此外，我們還收集了另外16份手術樣本和5例僅有brs的肺腺癌患者的配對外周血液，並對其進行了測序。我們的目標包括(1)確定肺腺癌的li和br在其原發瘤的單核苷酸變異(snv)和拷貝數變異(v)方面是否有不同的突變景觀；(2)比較li和br的進化模式；(3)表徵br的轉移內和轉移間的異質性。
最典型的突變驅動基因包括28例(667)樣本中的p53(15例/例)和12例(286)樣本中的egfr突變(6例/例)(圖1a)。值得注意的是，p53和egfr突變在匹配的原發腫瘤和轉移腫瘤之間高度一致。
為了研究腫瘤間的異質性，已識別的基因改變被分類為共享的(存在於原發和轉移腫瘤中)或私有的(僅存在於原發和轉移的腫瘤中)突變。我們觀察到li隊列中腫瘤間的同質性明顯更高，被鑑定為共享的基因突變的中位數為663(範圍為61-971)。這與br隊列中發現的68(範圍為00-305)共享基因突變的中位數形成鮮明對比。
li-p和li-之間的b相似(p>0999)。
然後，我們利用皮爾遜相關分析計算突變相似度，以描述配對的原發腫瘤和轉移腫瘤之間突變特徵的一致性和差異性。如圖1e和1f所示，我們觀察到li組li-p和li-之間的突變一致性較高，而br組br-p和br-之間的突變一致性有限。統計分析表明，li組突變相似性的皮爾遜相關係數顯著高於br組(p=0019)。
我們用皮爾遜相關分析研究了配對的原發瘤和轉移瘤之間v分布的不一致性。結果顯示，li-p和li-之間的v模式高度相似，10例中有9例(900)的pearson相關係數大於08。然而，配對的br-p和br-之間的vs模式高度不一致，11例中只有4例(364)的pearson相關係數大於08。統計分析表明，li組的v相似性顯著高於br組(p=0035)。
總共有42條通路在這些樣本中顯著富集，與li-p相比，li-具有獨特的顯著豐富的轉移相關通路，如noch信號和e-受體相互作用。noch信號也在br-中豐富，但在br-p中不豐富。並且，br-，還有許多
獨特的途徑，如藥物代謝、幾種免疫相關途徑、細胞凋亡和錯配修復。為了了解br-p和br-中的通路水平相似性是否也比li-p和li-中的降低，我們進行了通路特徵分析，並計算了樣本組之間的通路水平相似性(參見材料和方法)。事實上，與它們相匹配的原發腫瘤相比，br-有明顯不同的途徑富集，而li-有更多相似的通路。(p=00011)。
2配對原發和轉移性腫瘤的系統發育關係
為了研究li和br的進化過程(例如，線性與平行發展模型4)，我們研究了原發腫瘤和它們匹配的轉移瘤之間的系統發育關係。我們推斷了基因組改變的序列，然後使用兩種獨立的算法重建了每種情況下的系統發育樹。我們在圖3a中列出了每組的三個有代表性的案例。
3配對br的轉移內和轉移間同質性
由於br在配對的原發灶和轉移灶之間表現出明顯低於li組的突變和拷貝數變異相似性，因此我們隨後研究了br的轉移內和轉移間的異質性。我們採用了如前所述的方法研究br的轉移內(單個br的多個區域)和轉移間(來自同一患者的多個br)的異質性，24例，並收集了另外5例肺腺癌患者的br標本。如圖4所示，單個br病灶被分成來自患者br91、br93和br94的三到四個部分，用於轉移內分析。為了進行轉移間異質性分析，分別從患者br95和br96收集了3個和2個br病灶。這些樣本中最典型的突變驅動基因是egfr和p53。同樣，轉移內和轉移間的樣本中egfr突變是完全一致的。
同一患者的所有樣本的突變模式和特徵幾乎一致(圖4a)。此外，我們還重建了每個病例的系統發育樹。如圖4b所示，所有病例的不同轉移樣本都可以追溯到單系關係，這表明多個brs的共同起源是占優勢的。
?討論?
儘管最近在各種癌症的治療方面取得了進展，但科學發現尚未有效地轉化為預防和治療轉移，這仍然是治療失敗和令人沮喪的長期生存的主要挑戰。越來越多的證據表明，轉移在一定程度上是原發腫瘤進化的產物。轉移能力強的克隆可能出現在原發腫瘤進展的早期和晚期。更好地了解轉移過程及其進展模式被認為具有重要的臨床意義；因此，這些發現最終可能導致預防和控制遠處轉移的新策略。此外，闡明不同轉移部位的獨特突變格局和進化模式可能有助於為臨床上這一未得到滿足的需求制定精確的策略。
為了達到這一目標，我們對21例患有li或br的肺腺癌進行了es，以研究它們的突變格局和進化模式。此外，我們還對另外5個單發brs進行了多區域es檢查，以探討轉移內或轉移間的異質性。我們的研究發現，與原發腫瘤相比，br-呈現出比li-更不同的突變格局。br和li的肺腺癌發生發展軌跡完全不同。br更有可能有一個並行進化模型，而li更有可能有一個線性模型。最後，我們發現在br-中轉移間和轉移內的同質性很普遍。
我們首先在snv水平上研究了li和br的突變情況。雖然原發腫瘤與匹配的li-或br-在突變模式和突變特徵上沒有太大差異，但我們確實注意到br-具有更高比例的特異體細胞突變，這表明br-與li-相比在遺傳學上與其原發腫瘤的差異更大。由於snv的局限性，我們進一步觀察了v的模式。然而li-與原發腫瘤的高度一致性被注意到，而br組沒有觀察到這樣的發現。此外，br-的v水平明顯高於li-。鑑於v是染色體不穩定(c)的一個重要指標，而且以前的文獻表明c與轉移有關，c在br的形成和發展中的重要作用值得進一步研究。最近，shih等人報道了yc、yap1或p13的過表達可能會增加br的發生率，這表明對足夠數量的轉移腫瘤進行基因組測序可以找到以前未知的轉移驅動因素。總而言之，這些發現使得我們有理由認為，向不同器官發起轉移的克隆可能遵循不同的進化路徑。這確實讓人想起蘭伯特等人。陳述轉移能力不是原發腫瘤進展的偶然結果，而是在原發腫瘤進化過程中選擇的性狀，以及經典的「種子和土壤」假說。
早期對不同癌症的研究，包括乳腺癌和結直腸癌，顯示出原發腫瘤和轉移腫瘤之間的高度一致性，表明了線性進展模型。這些結果達成了一種觀點
，即使用原發腫瘤的測序數據來指導轉移病變的治療。然而，最近的一項研究對這一範式提出了挑戰，該研究發現有轉移能力的克隆在原發前列腺癌和轉移癌中的早期擴散和平行進展。類似地，趙等人報告了對原發腫瘤和轉移瘤(包括13例肺癌)，並發現有11例遵循平行進展。類似地，趙等人9報告了40對原發腫瘤和轉移瘤(包括13例肺癌)，並發現11例遵循平行進展。此外，hossei等人發現，超過80的轉移來自早期播散的乳腺癌細胞，而那些早期播散的癌細胞比後期播散的癌細胞更具轉移能力。因此，這些結果表明，在癌症演變過程中，平行和線性進展模式並存。在這項研究中，我們發現線性進展模型在li中的優勢，而平行進展模型在br中的優勢，提出了結合轉移灶，特別是br的遺傳信息來指導這些患者更好的量身定製治療的必要性。
最後，我們對br的轉移內和轉移間異質性進行了初步分析。儘管樣本量很小，但我們觀察到了轉移內和轉移間的同質性，正如之前報道的那樣。在同一患者的不同br病變中，發現驅動基因改變、突變模式和突變特徵幾乎是一致的。同時，系統發育分析表明，所有腫瘤標本，無論來自相同或不同的轉移部位，都可以追溯到單系關係，這表明多個brs存在共同起源。此外，我們還觀察了單個轉移灶和不同br病灶內不同的分歧時間點。因此，我們推測br可能真的存在微小的微進化轉變，目前尚不清楚其生物學功能。綜上所述，我們的研究進一步強調了br進化的複雜性和獨特性。
綜上所述， 我們的研究揭示了同一原發腫瘤轉移到不同器官部位可能有不同的突變景觀和進化軌跡。這些發現將為轉移過程的生物學提供新的見解，並為開發預防和靶向遠處轉移的新方法提供有用的信息。
這項研究的發現可能有幾個臨床意義。首先，我們觀察到li和br隊列中驅動基因(如p53和egfr)功能突變的同質性。這與最近對未經治療的癌症的遺傳異質性的分析一致，該分析還發現，來自同一原發腫瘤的轉移瘤中100的驅動程序突變是同質的，這表明成對的原發和轉移病變之間功能驅動程序基因突變的高度同質性。其次，對於li患者，li-的突變情況與其匹配的原發腫瘤高度相似，這表明在描繪突變特徵時，原發腫瘤對li-的可替換性。然而，由於br-更有可能有一個平行的進化模式，我們應該意識到，在給定的臨床環境下，通過對原發腫瘤進行一次活檢確定的可操作突變可能不代表br-的突變。第三，空間上分離的腦轉移灶在基因上是同質的，br-的分支突變比例明顯更高，這表明腦轉移瘤譜系的額外進化。針對腦轉移瘤的靶向性改變代表著新的靶向治療策略克服治療耐藥性的重要機會，並將影響總體生存。第四，肺腺癌li和br之間存在著不同的突變格局和進化模式，這意味著需要採取精確的策略來治理這兩個不同的轉移病灶，同時也提出了一個問題，即研究其他常見轉移病灶(如骨和腎上腺轉移)的進化模式。
775.反制措施
