Nat Comm | Salk科学家统计基因突变在癌症中的频率
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哪些基因在癌症中最常发生突变?尽管过去15年来在癌症基因组学方面做了大量工作,但这是一个基本问题,令人惊讶的是,它仍未得到解答。现在,Salk生物研究所的一个计算科学家团队将基因突变信息与癌症患病率数据相结合,以揭示美国所有癌症患者中癌症的遗传基础。这项研究揭示了癌症患者群体中基因组中每个基因的突变频率,这一发现有助于指导基因研究开发比目前更有效的治疗方法。
这项题为“Cancer gene mutation frequencies for the U.S. population”的研究发表在《Nature Communications》上。
Salk综合生物学实验室助理教授Edward Stites博士说:“这篇论文回答了一个非常基本的问题:人类癌症中最常见的突变基因是什么?令人惊讶的是,这个问题没有得到回答。”
基因突变在癌症的发展和生长中起着重要作用,也可以作为有效治疗的靶点。虽然许多研究已经确定了与某些癌症有关的突变,但没有人将这些数据结合起来,以揭示哪些突变在整个癌症患者群体中最常见。
在这项新的研究中,Stites的团队结合了来自基因组和流行病学癌症研究的数据集,以确定所有癌症患者中有多少百分比的基因会发生突变。虽然这项任务最初看起来很简单,但他们很快发现,基因组学和流行病学研究并没有对各种癌症使用共同的命名系统。例如,一些研究人员根据癌症在身体上的位置对其进行分类,而另一些研究人员则根据肿瘤类型对其进行分组,许多研究人员将两者结合使用。这使得数据很难对齐,这对于确定不同突变的常见程度至关重要。
为了克服这一挑战,科学家们仔细分析了200多项研究,并根据一致的命名系统对每一种癌症进行了单独审查和重新分类。然后,考虑到某些癌症比其他癌症更常见这一事实,他们对数据集进行了比较。
总的来说,研究小组发现,“与仅限于癌症类型子集的研究所表明的相比,癌症遗传学较少受高频率、引人注目的癌症驱动基因的支配。”
研究小组估计,只有11%的癌症发生KRAS突变,低于PIK3CA(13%),略高于BRAF(8%)。TP53是最常见的突变基因(35%),KMT2C、KMT2D和ARID1A是十种最常见的突变驱动基因之一,突出了表观遗传失调在癌症中的作用。此外,作者指出,“对主要癌症亚类的分析强调了对个体癌症驱动因素的不同依赖性。”
当他们分析数据时,他们发现一些普遍的看法是不正确的。例如,KRAS是一种重要的促癌基因,据信它在25%的癌症中发生突变;相反,它被发现只与大约11%的癌症有关。这是一种趋势的一部分,即发现个体基因突变不如以前认为的那么普遍。
研究人员说:“这些发现表明有必要重新评估人们把时间、注意力和资源集中在哪里。我们应该在癌症的不同遗传原因之间更均衡地平衡研究工作,并且我们应该在不同的主要治疗策略之间更均衡地平衡新的癌症治疗方法的开发,因为针对特定突变的概念的影响将比假设的要小。”