《细胞》重磅!基于单细胞测序技术首次揭示三阴乳腺癌耐药机制

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  三阴性乳腺癌是指癌组织免疫组织化学检查结果为雌激素受体(ER)、孕激素受体(PR)和原癌基因HER2均为阴性的乳腺癌,该类乳腺癌约占全部乳腺癌病理类型的12%~18%,具有特殊的生物学行为和临床病理特征,预后较其他类型差。已有研究表明,三阴性乳腺癌可能对新辅助化疗有反应,但通常会产生耐药性。但此前人们尚不清楚耐药性究竟是由罕见的现有克隆引起,还是由新获得的基因组异常引起。
  4月19日,来自美国MD安德森癌症中心联合瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员利用单细胞测序对三阴性乳腺癌展开分析,表明耐药性是来源于现有基因突变的克隆。相关研究结果已发表在最新一期的《细胞》杂志上,将对这种癌症的诊断、预后和治疗具有临床意义。论文题为“Chemoresistance Evolution in Triple-Negative Breast Cancer Delineated by Single-Cell Sequencing”。该研究由遗传学副教授Nicholas Navin博士领导。
  新辅助化疗(NAC)是目前许多三阴性乳腺癌患者的标准护理,对于一些乳腺癌患者,化疗能够清除所有肿瘤细胞。然而,另一些患者在化疗后仍有残留的肿瘤细胞,其基因型和表型在治疗后都发生改变,约有一半患者将发展出化疗耐药性,导致总体存活不佳。研究人员首先要解决的一个问题就是,乳腺癌对化疗的抗性是由选择性罕见的已有克隆引起的,还是由获得新基因组突变引起的。
  在本项研究中,科学家利用先进的单细胞DNA测序、RNA测序以及外显子组测序,对20名处于治疗过程中的三阴乳腺癌患者的大量细胞进行了分析。首先,研究人员利用Illumina深度外显子组测序发现10名患者的肿瘤消退,而另10名患者仍有肿瘤细胞存在。之后,他们对其中的8名开展了单细胞分析,通过DNA测序分析了900个单细胞,RNA测序分析了6862个细胞,发现化疗中出现的拷贝数突变是预先存在且适应性选择的,而表达谱是通过转录重编程获得的。
Nicholas Navin博士
  作者写道,“在这项研究中,我们研究了三阴乳腺癌患者在接受新辅助化疗时肿瘤细胞的基因组和表型进化,他们表现出两种截然不同的克隆动态:消退或持续。在克隆性消退患者中,NAC消除了肿瘤细胞,只留下正常细胞类型,而克隆性持续患者则携带更多数量的残留肿瘤细胞,其基因型和表型在NAC反应中发生改变。
  通过进一步数据分析表明,新辅助化疗选择的一小部分基因型被用于转录重编程,并在治疗之前表达出耐受化疗的基因。”尽管这项研究的样本量很小,但是它对临床具有重要意义。Navin表示,该研究数据支持了化疗耐药模型中的两种进化模式,即适应性和获得性,有利于建立抗化疗肿瘤模型。
  因此,在接受化疗之前,检测三阴乳腺癌患者的耐药克隆,也许有助于预测哪些患者有望从化疗中受益。其次,将患者分化为克隆消退组和克隆持续组,可能对患者的预后或生存有意义。此外,关于耐药表型的数据有望开发出克服耐药性的治疗策略。未来的研究将包括配对的原发性和转移性肿瘤的分析,以便了解耐药克隆在转移中的作用。
  参考资料:
  1.Chemoresistance Evolution in Triple-Negative Breast Cancer Delineated by Single-Cell Sequencing
  2.Study may explain why some triple-negative breast cancers are resistant to chemotherapy.
责任编辑: WZ
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