Nature演绎白血病遗传事件

　　

生物通报道  研究人员发现，出生携带罕见染色体异常的人罹患一种罕见儿童白血病的风险要高2700倍。在这一异常情况下，两种特异的染色体融合在一起但变得容易发生灾难性的碎裂。这些研究结果发表在《自然》（Nature）杂志上。

急性淋巴细胞白血病（ALL）是一种最常见的儿童癌症(延伸阅读：Nature子刊揭示白血病的推手）。过去科学家们发现一小部分ALL患者的白血病细胞基因组中有重复的21号染色体片段。这种形式的ALL_ iAMP21 ALL比其他的ALL形式需要更强力的治疗。科学家们采用现代DNA分析方法重建了导致iAMP21 ALL的一连串遗传事件。

该研究小组注意到，一些iAMP21 ALL患者出生即存在一种异常情况：他们的第15和21号染色体融合在了一起。研究人员希望确定这种融合（称作为罗伯逊易位）是否与这一罕见的ALL形式相关。他们发现，两条染色体连接将个体罹患罕见iAMP21的风险提高了2700倍。

论文的主要作者、纽卡斯尔大学教授Christine Harrison说：“治疗方法的发展改善了患者预后，但iAMP21 ALL患者相比于其他的白血病患者需要更强力的化疗。尽管罕见，携带这种特殊的15与21号染色体融合的患者尤其易患iAMP21 ALL。”

“我们绘制出了从正常基因组转变为白血病基因组细胞跟随的线路图。”

研究小组对如何分析基因组数据，揭示导致健康细胞癌变的连串复杂遗传改变提供了一些新见解。他们现在可以实时在某一时间点取得癌细胞，推断出细胞生命周期中发生的突变事件的相对时间及模式。

该研究小组对来自iAMP21 ALL患者的9个样本进行了测序，其中4个有罕见的罗伯逊易位事件。他们发现有罗伯逊易位的4名患者其癌症是由称作为染色体碎裂（chromothripsis）的灾难性遗传事件启动。这一事件导致融合的15和21号染色体碎裂，随后DNA修复机器按一种高度缺陷及不正确顺序将染色体重新粘到一起。在另外5名患者中，癌症是由两个拷贝的21号染色体头对头融合到一起所触发，这通常发生在染色体碎裂之后。

论文的第一作者、Wellcome Trust Sanger研究所的Yilong Li说：“这是一种不同寻常的癌症——在iAMP 21 ALL患者中我们看到大块染色体重排击中了基因组的同一部分。我们开发的一种方法现在可用于调查所有癌症类型的遗传改变。”

研究小组发现在研究的所有患者中发生了一致的一连串遗传事件。尽管这些事件乍一看似乎是随机和混乱的，最终的结果是导致新21号染色体中一些基因的数量和排列进行了优化，从而驱动了白血病。

研究小组将利用这种方法来解密许多不同癌症类型潜在的遗传事件。

“我们的研究结果最惊人的地方是发现，这类白血病可以极其迅速地形成——有可能只需几次细胞分裂。我们现在希望了解异常融合染色体如此容易发生这种灾难性碎裂的原因，”共同主要作者、Wellcome Trust Sanger研究所的Peter Campbell博士说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

Li Y, Schwab C, Ryan S, et al (2014) 'Constitutional and somatic genomic rearrangements coherently restructure chromosome 21 in acute lymphoblastic leukaemia'. Nature

Advanced online publication in Nature on 23 March, 2014.