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生物通報道：來自冷泉港實驗室，德州大學MD Anderson癌癥研究中心的研究人員通過單細胞測序分析了腫瘤，揭示了來自兩個患者的乳腺癌的種群結構，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的腫瘤進展?jié)u進模型，對于癌癥預后及階段確定具有重要的臨床意義。這一重要的研究成果公布在昨天出版的Nature雜志上。

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這種單細胞測序方法即single cell sequencing（SNS），這種方法能準確定量一個單細胞核中基因拷貝數(shù)目。癌細胞中，基因組部分被刪除，或者擴增，從而引起關鍵基因的缺失，或者表達過量，干擾正常細胞生長，因此利用這種方法就能分析基因拷貝數(shù)目，從而診斷癌癥。

 

腫瘤已知在遺傳上是異質(zhì)性的，但要在單細胞層面上來解剖這種異質(zhì)性卻有困難。而在這篇文章中，研究人員將全基因組放大方法與對通過熒光激發(fā)的細胞分揀（cell sorting）分離出的單核的測序結合在一起，分析了來自兩個患者的乳腺癌的種群結構。研究人員發(fā)現(xiàn)在這兩個乳腺癌患者的樣品中，腫瘤生長都是通過斷續(xù)的克隆表達實現(xiàn)的，幾乎沒有持久的中間體，這與之前的腫瘤進展的很多漸進模型不同。

一直以來，科學家們都認為癌癥是細胞水平上的單個克隆疾病，從進化上來說，就是所謂的“成功”腫瘤細胞——即能將其遺傳模板傳遞給下一代腫瘤細胞。癌細胞包含能快速擴散的惡性克隆，也就是說，這些是在生長腫瘤的宿主環(huán)境中zui適生長的克隆，分析這些克隆能有助于了解為什么癌癥如此頑固，難以治療，以及它們是如何在毒性療法中存活下來的。

科學家們認為癌細胞常常能在周圍癌細胞的基礎上進化，因此遺傳異質(zhì)性的腫瘤細胞群體由于逐步的進化，而變成了不同階段的化合物，但是在這篇文章中，來自冷泉港實驗室的研究人員則認為這種進化更傾向于間斷化的。

研究人員分析的第二種乳腺癌樣品是單基因型的，研究人員發(fā)現(xiàn)轉移至肝臟的腫瘤在基因型上非常接近，這些亞群并沒有混合在一起。文章采用了一種稱為染色體斷點分析（chromosomal breakpoint analysis）的方法，來分析不同腫瘤細胞亞群之間的。許多腫瘤細胞（大約30%）都混合包含有DNA缺失和增加的清楚，從而就總體DNA數(shù)目而言，看上去和正常細胞一樣，研究人員將這種細胞稱為假二倍體（pseudodiploid），并采用新技術鑒別了這種細胞——利用傳統(tǒng)的方法是無法分辨這些細胞與正常細胞的。有人認為這種細胞是未來克隆事件的潛在來源，還有人認為這種細胞對于腫瘤轉移意義重大。

要想在分子水平上通過腫瘤生長特性來區(qū)分腫瘤的種類是一件非常困難的事情，這只能在臨床上分析實際患者才能得知。而基礎研究認為癌癥是高度異質(zhì)化的，這也就是說某種類型的癌癥，比如說乳腺癌，或者肺癌，結腸癌，都是分屬于許多不同的癌癥亞類，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多癌癥類型的*標記。

在這項研究中，研究人員首先準備了兩個預知類型的癌癥樣品，這兩個樣品都屬于一種原發(fā)性侵入乳腺癌：所謂的三陰乳腺癌（triple-negative）類型——這種類型的乳腺癌侵襲性。其中一個樣品通過之前的分析，確定為多基因組型（polygenomic）：由不同腫瘤細胞類型組成，其拷貝數(shù)目，基因組類型，以及變化過程通過傳統(tǒng)方法是無法進行檢測的；另外一個樣品是單基因組型（monogenomic）：由單個遺傳類型細胞組成，不同于前一個樣品，這個樣品已經(jīng)轉移到了肝臟，這些樣品都進行了進一步分析。

研究人員通過SNS分析方法——全基因組擴增，以及新一代測序方法，發(fā)現(xiàn)事實上，這三種不同類型的腫瘤細胞亞群都是存在的，每個亞群都由高度相似的拷貝數(shù)目的細胞組成，研究人員認為這很可能代表了腫瘤的三種不同克隆表達。這一新型的單細胞測序在其成本降低之后，對于癌癥預后及階段確定很可能具有臨床意義。