中国医学科学院，中山大学Nature子刊破解癌症异质性

中国医学科学院北京协和医学院，加州大学洛杉矶医学院，中山大学等处的研究人员在前文基础上，从肿瘤内空间异质性入手，解析了食管鳞状细胞癌的新特征，为进一步了解食管鳞状细胞癌的发生发展提供了重要的分子基础。

　　

生物通报道：来自中国医学科学院北京协和医学院，加州大学洛杉矶医学院，中山大学等处的研究人员发表了题为“Spatial intratumoral heterogeneity and temporal clonal evolution in esophageal squamous cell carcinoma”的文章，在前文基础上，从肿瘤内空间异质性入手，解析了食管鳞状细胞癌的新特征，为进一步了解食管鳞状细胞癌的发生发展提供了重要的分子基础。

这一研究成果公布在10月17日的Nature Genetics杂志上，文章通讯作者包括中国医学科学院北京协和医学院的王明荣（Ming-Rong Wang）研究员和魏文强（Wen-Qiang Wei）研究员，中山大学林德晨（De-Chen Lin，音译）博士，和加州大学洛杉矶医学院Benjamin P Berman。其中领衔科学家王荣明研究员长期从事肿瘤遗传学和肿瘤分子生物学工作，研究方向为癌变分子机理及肿瘤分子标志，包括肿瘤细胞及分子遗传学、肿瘤早期诊断及预警的分子标志等。

食管鳞状细胞癌（ESCC）是世界上最常见的恶性疾病之一，且大部分的病例发生在中国，是中国第四位的癌症相关死亡原因。不同于乳腺癌、结肠癌等这些得到广泛研究的癌症类型，近几十年来食管鳞状细胞癌的临床诊断及治疗方法有限，患者的5年生存率为15-25%。

两年前，这一研究组采用全外显子组测序和目标区域深度测序技术鉴别出了ESCC的一些新基因组及分子特征，揭示出了ESCC中一些新的遗传损伤，这为了解食管肿瘤的发病机制以及开发出新的治疗靶点提供了重要的分子基础。研究成果同样公布在Nature Genetics杂志上。

癌症异质性一直都是癌症基础研究与临床研究的一大难题，ESCC的肿瘤内空间异质性（spatial intratumoral heterogeneity，ITH）也是其中未解之谜之一，为了弄清楚这其中的分子机制，在这项新研究中，研究人员进行了来自13例食管鳞状细胞癌样品中51个肿瘤区域的多区域全基因组测序，以及从中选取3例样品进行多区域全甲基化分析。

从中研究人员发现异质性体细胞突变（强ITH）达到了平均35.8%，一半的驱动突变定位在肿瘤系统发育树分支上，包括等。同时在比对研究中，研究人员发现大部分截断驱动突变（）和克隆驱动突变（）出现在抑癌基因上，这包括等。

有趣的是，种系表观遗传学系统树（）能够全面概括系统进化树（phylogenetic trees）的拓扑结构，这表明遗传学改变与表观遗传学改变之间可能存在关联。

这一研究成果系统分析空间ITH与克隆进化机制，为进一步了解ESCC的肿瘤发展与进程提供了重要的分子基础。

（生物通：张迪）

作者简介：

王明荣

中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院肿瘤研究所副院所长，分子肿瘤学国家重点实验室研究员，博士生导师，国家杰出青年基金和国务院政府特殊津贴获得者。 1993年法国克莱蒙第一大学博士毕业，1995年应聘到分子肿瘤学国家重点实验室工作。现为中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院肿瘤研究所学术委员会、学位委员会副主任，中国遗传学会常务理事、副秘书长，中华医学科技奖和中华医学青年奖评审委员会、中华医学会医学遗传学委员会、中国人类蛋白质组学会委员会及中国生物化学与分子生物学会蛋白质组委员会委员，《PROTEOMICS - Clinical Applications》、《Journal of Genetics and Genomics》、《Chinese Medical Science Journal》、《中华医学遗传学杂志》、《遗传》、《中国医学科学院学报》、《癌症》、《癌变•畸变•突变》等杂志编委，《Proteomics》、《International Journal of Cancer》、《Carcinogenesis》、《Cell Research》和《Life Sciences》等杂志审稿专家。长期从事肿瘤遗传学和肿瘤分子生物学工作，研究方向为癌变分子机理及肿瘤分子标志，包括肿瘤细胞及分子遗传学、肿瘤早期诊断及预警的分子标志、癌前病变与转归的分子机理、肿瘤侵袭性生长及转移的分子机理、肿瘤蛋白质表达谱等。承担863重大项目、973、国家科技攻关计划、国家自然科学基金重点项目、北京市科技计划重大专项、北京市自然科学基金、教育部高校骨干教师基金、教育部高校博士学科点基金、海外青年学者合作研究基金课题等。先后获得北京市科学技术奖和中华医学科技奖，被评为北京市经济技术创新标兵、卫生部有突出贡献的中青年专家和中国协和医科大学优秀教师。

原文摘要：

Spatial intratumoral heterogeneity and temporal clonal evolution in esophageal squamous cell carcinoma

Esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) is among the most common malignancies, but little is known about its spatial intratumoral heterogeneity (ITH) and temporal clonal evolutionary processes. To address this, we performed multiregion whole-exome sequencing on 51 tumor regions from 13 ESCC cases and multiregion global methylation profiling for 3 of these 13 cases. We found an average of 35.8% heterogeneous somatic mutations with strong evidence of ITH. Half of the driver mutations located on the branches of tumor phylogenetic trees targeted oncogenes, including PIK3CA, NFE2L2 and MTOR, among others. By contrast, the majority of truncal and clonal driver mutations occurred in tumor-suppressor genes, including TP53, KMT2D and ZNF750, among others. Interestingly, phyloepigenetic trees robustly recapitulated the topological structures of the phylogenetic trees, indicating a possible relationship between genetic and epigenetic alterations. Our integrated investigations of spatial ITH and clonal evolution provide an important molecular foundation for enhanced understanding of tumorigenesis and progression in ESCC.