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Novel recurrently mutated genes and a prognostic mutation signature in colorectal cancer

新型复发突变基因和结直肠癌的预后突变特征

发表期刊杂志：Gut
Gut 是英国胃肠病学会的官方期刊，在胃肠病和肝脏病学科的期刊中排名全球第二。发表与消化道、肝脏、胆道系统和胰腺相关的一流临床研究文章。
投稿信息
● 开放获取类型：混合式期刊，有开放获取选项
● 收稿率：9%
●** 即时拒稿率：84%
● 2016影响因子：16.658 （胃肠病和肝脏病领域期刊全球第二）
● 出版频率：月刊
● 出版速度：投稿至初步决定：平均10天 （Fast Track Review为2-7天）
接收至线上发表：平均17天
● 开放获取文章处理费：英镑￡1950
● 被索引情况：Index Medicus (Medline), Science Citation Index, ISI Current Contents (Clinical Medicine/Life Sciences), Excerpta Medica (Embase), BIOSIS Previews，Scopus
● 创刊时间：1960年
● ISSN**：纸刊：0017-5749 线上：1468-3288
● 官网主页：http://gut.bmj.com/

一、研究对象

外显子组测序鉴定22名CRC患者的肿瘤组织中的体细胞突变，然后另外160例使用靶向捕获测序验证187个复发基因和相关信号通路。

二、方法流程

使用QIAamp DNA Mini Kit和Gentra Puregene Blood Kit分别从原代CRC组织和匹配的淋巴细胞样品中提取基因组DNA。所有样品均来自在手术前未经化疗诊断为原发性CRC的患者。手术后，所有I期患者均未接受进一步化疗，而III期和部分II期患者接受5-氟尿嘧啶，甲酰四氢叶酸和奥沙利铂（FOLFOX）方案治疗。 IV期患者接受FOLFOX或5-氟尿嘧啶，亚叶酸，伊立替康（FOLFIRI）方案，伊立替康加西妥昔单抗作为二线治疗。

三、生物信息学分析

图1

从原始测序数据中鉴定体细胞单核苷酸变异（SNV）和插入和缺失（INDEL）的工作流程。
除去低质量的读数，并且使用bwa进行比对，然后通过GATK进行比对校准并通过picard标记重复。
MuTect和VarScan用于检测体细胞SNV和INDEL，通过进一步过滤处理以分别消除假阳性。
所有突变均用ANNOVAR注释

四、研究结果

在22名中国CRC患者的外源区域中共鉴定出1307个（996个非沉默突变和311个沉默突变）体细胞突变。 22例CRC患者体细胞突变的数量范围为13至109，中位数为52.5，与TCGA报道的非超突变CRC没有显着差异（即每个肿瘤58例; Wilcoxon检验，p = 0.52）。

通过外显子组测序鉴定22例CRC基因组发现的体细胞突变。 （A）在22名CRC患者中观察到的突变变化主要是C / G> T / A转换（49.1％）。突变的数量和核苷酸变化的模式与先前的CRC基因组学研究一致 （B）描绘了全基因组范围内非沉默突变的情况，每个基因的高度反映了22名CRC患者的突变频率。三个报告的基因山（即APC，KRAS，TP53）散布着我们的CRC队列中发现的许多新基因山（例如，FAT4，NF1，DOCK2，HERC2）。

通过“复发基因”方法，发现52个基因在发现队列中的两个或更多患者中具有体细胞突变。在这52个反复突变的基因中，其中5个（即APC，TP53，KRAS，NF1，FBXW7）已被记录为癌症基因普查中的癌症基因。我们成功地将APC确认为我们的结肠癌系列中最常见的突变基因之一，其中22名患者中的18名可以检测到非沉默突变。在22名患者中分别有9名和6名检测到两种其他众所周知的结肠癌相关基因的非沉默突变，即TP53和KRAS。

图2

对160名CRC患者的肿瘤和血液淋巴细胞中187个复发突变或途径相关基因的外显子区域进行了测序，并通过靶向捕获获得了详细的临床病理学信息。然后进行类似于外显子组测序的生物信息学方法以在验证群组中编目这些选定基因的体细胞突变。

图3

（图3A）描绘了160名患者中187个捕获基因的突变情况。在160名CRC患者中，140名患者在捕获的基因组中检测到至少一个非沉默突变。正如预期的那样，APC（56.3％），TP53（41.9％）和KRAS（32.5％）是160名捕获测序CRC患者中最常见的三种非沉默突变基因。多个基因中非沉默突变的高患病率（> 5％），包括SYNE1（17.5％），FAT4（14.4％），ATM（10.6％），USH2A（10.0％），CDH10（8.8％） ）和MLL3（8.8％）

（图3B）在182个外显子组测序和捕获测序的CRC患者中鉴定了显着突变的基因（SMG），其中非沉默突变在沉默突变中被阳性选择，并按q值排序。此类分析再次证实APC，KRAS，TP53和SMAD4突变是CRC的主要驱动事件。我们的分析还揭示了三种新的SMG，即FAT4，CDH10和DOCK2，以前在CRC中没有描述。

（图3C）显示了三种新鉴定的SMG中体细胞突变的分布

图4

（图4A）对不同信号传导途径组分的突变频率的分析显示，几种经典的CRC相关途径在CRC中显着突变。
（图4B）说明了Wnt /β-连环蛋白信号传导，ErbB信号传导，TGF-β信号传导和DNA损伤传感和修复中主要信号传导组分的突变频率。与先前的发现一致，25个APC（59.3％）和CTNNB1（3.8％）突变导致Wnt /β-连环蛋白信号传导中的主要遗传异常。大部分CRC患者（53.9％）也在DNA损伤检测和修复系统的一个或多个组件中携带突变，包括TP53（41.8％），ATM（9.9％）/ ATR（2.7％）（编码DNA损伤） - 感染蛋白质），EP300（2.7％）（编码p53共激活因子）和BRCA1（2.2％）（编码DNA双链断裂修复酶）。

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