泛生子牵手北京大学肿瘤医院——利用二代测序技术探究甲状腺癌克隆起源

甲状腺乳头状癌是最常见的成人甲状腺恶性肿瘤，临床常表现为甲状腺内多个解剖结构上独立的病灶结节，即多灶性甲状腺乳头状癌(MPTC)。MPTC的临床发病率约占整体甲状腺癌的20~40%，尽管多灶性频发为PTC的常见临床特征，然其分子发病机制、预后及优化管理方案目前仍存在诸多争议。

其中关于MPTC发病机制的一个最具争议的问题来自于对多结节起源的探讨，即多个解剖结构明显独立的肿瘤结节产生于同一克隆来源，或是分别起源于不同的克隆群体。近日，由北京大学肿瘤医院领衔，北京泛生子基因科技有限公司等协助完成的MPTC基因组学研究成果正式发表于国际学术期刊《Journal of Pathology》。

研究表明，MPTC的发生机制可能起源于单一恶性克隆的腺内转移和扩散，或来源于多个不同性质独立克隆并伴随腺内转移和扩散。通过这一MPTC发病机制研究，将有利于为临床联合治疗方案的制定提供指导原则，并为临床常见复发机制提供线索，同时，二代测序技术(NGS)在癌症基因组学领域的广泛应用为我们深入研究同一甲状腺内多个独立肿瘤病灶间的克隆相关性提供了新的技术方法和观察视野。

二代测序技术说明：

先前已有大量研究采用多种方法技术尝试对MPTC克隆起源问题进行探索，包括X-染色体失活(XCI)技术;诸如BRAF基因突变、RET基因重排等多种遗传变异信息;不同癌病灶LOH检测或等位基因失衡检测等。然而由于技术局限性，各种对比实验常常出现互相矛盾的结果，目前尚未形成一致的结论。

NGS技术可以克服传统遗传图谱技术的多种局限，提供更高的基因组分辨率，从而实现更全面的个人癌症基因肖像的描绘方案。这种高通量高精度测序技术的应用，使得我们有机会发现多个共存的肿瘤结节的遗传相关性，以及不同克隆群体的独特遗传背景及演进过程。我们寄希望通过对多个MPTC肿瘤结节的独立突变图谱分析，对这些肿瘤结节的克隆能力进行深入分析，从而回答多灶性肿瘤的起源问题。

　　图1：8例多灶性甲状腺乳头状癌患者的遗传变异图谱

研究对8例多灶性甲状腺乳头状癌(MPTC)患者，采用全外显子测序技术结合区域性靶向测序方法，对每例患者甲状腺内多个独立病灶进行了非同义点突变和基因重排等多种变异形式的分析。

　　图2：MPTC1患者样本表现出多个独立克隆起源的遗传和病理特征

患者MPTC1和MPTC5甲状腺内表现出各个恶性结节完全不一致的突变图谱，提示这些恶性结节分别起源于独立而不同的前体细胞。

　　图3：MPTC2患者样本为多个独立克隆起源的典型代表

而在MPTC2、6和8三名患者甲状腺内，不同的病灶结节仅存在BRAF V600E这一个相同突变，其它突变类型均不一致，提示也倾向于独立而不同的克隆起源。

　　图4：MPTC4患者样本表现出单一共同克隆起源的分子特征

与之相反的是MPTC3和4患者体内不同病灶间的突变图谱几乎一致，提示相同的克隆形成来源。

　　图5：MPTC7患者样本同时表现多个独立克隆起源伴随同一起源的腺内转移和扩散

患者MPTC7甲状腺内共有7个病灶结节，其中两个病灶的突变一致性高达66.7%。其它的5个病灶表现出完全各异的非同义点突变图谱，提示该患者存在多个不同起源的病灶克隆的同时，也伴随着同一起源克隆的腺内转移和扩散。

通过此次研究，研究人员发现75%的MPTC病例起源于独立而不同的前体肿瘤细胞，这与先前的多病灶恶性病变的“癌变域假说”一致。MPTC的发生机制可能起源于单一恶性克隆的腺内转移和扩散，或来源于多个不同性质独立克隆并伴随腺内转移和扩散。

作为专注于癌症基因组学临床转化的先锋企业，泛生子一直活跃于科研和临床研究前沿。在科研领域，泛生子利用优质的测序平台和大数据解读能力，成功发现脑干胶质瘤又一重要致病原因PPM1D突变;参与完成国际上迄今库欣病分子病理水平样本量最大、遗传机制分析最为明确的研究;参与完成迄今最大规模的食管鳞癌外显子组测序研究，阐释组蛋白修饰和Hippo 信号通路相关基因的突变与临床意义以及参与完成迄今为止最大规模的针对中国人群，利用IDH基因和TERT启动子突变进行脑胶质瘤分子分型的研究等多项重要科研成果。

在临床领域，泛生子已成功研发众多癌症精准医疗产品，并建成北京、上海、杭州总面积超过8,000平米的临床医学检验中心。未来，泛生子将以专业的市场、产品、医学、科研团队、覆盖中国东、南、西、北、北京五大区的销售网络，以及自身强大的癌症基因组学基础和高效的临床转化能力，竭力服务中国乃至全球的癌症患者。

参考文献：

Clonality analysis of multifocal papillary thyroid carcinomaby using genetic profiles

其他泛生子合作发表文献：

[1]Exome sequencing identifies somaticgain-of-function PPM1D mutations in brainstem gliomas

[2]Genetic landscape of esophageal squamouscell carcinoma

[3]Recurrent gain-of-function USP8 mutationsin Cushing’s disease

[4]TERT promoter mutations contribute to IDHmutations in predicting differential responses to adjuvant therapies in WHOgrade II and III diffuse gliomas

[5]Prevalence of deleterious ATM germlinemutations in gastric cancer patients

[6]Recurrent TERT promoter mutationsidentified in a large-scale study of multiple tumor types are associated withincreased TERT expression and telomerase activation

[7]The genome-wide mutational landscape of pituitary adenomas.