新的癌症算法标记出肿瘤的遗传弱点

通过10万个基因组计划对英国国家医疗服务体系(NHS)中数千名癌症患者的样本进行测序，研究人员开发出了一种识别肿瘤的新方法，这种方法可能对特定的免疫疗法敏感。MMRDetect临床算法使识别有“错配修复缺陷”的肿瘤成为可能，然后改进癌症治疗的个性化，利用这些缺陷。

这项研究由剑桥大学医学遗传学系和MRC癌症小组的研究人员领导，鉴定了9个DNA修复基因它们是人类基因组的关键守护者，可以保护人类基因组免受氧气和水的破坏，以及细胞分裂过程中的错误。

该团队使用了一种基因组编辑技术CRISPR-Cas9来“敲除”(使其失效)健康人类干细胞中的这些修复基因。在此过程中，他们观察到强烈的突变模式，或突变信号，这为这些基因和它们所涉及的修复途径提供了有用的标记，但失败了。

这项研究由英国癌症研究中心资助，并于今天发表在该杂志上自然癌症，表明这些修复通路缺陷的标记正在进行中，因此可以作为精确医学的关键生物标记。

剑桥大学癌症研究中心英国癌症研究所高级临床科学家瑟琳娜·尼克·扎伊纳尔博士是该研究的资深作者，她说:“当我们敲除不同的DNA修复基因时，我们发现该基因或通路的某种指纹被删除了。”然后，我们可以利用这些指纹来找出在每个人的肿瘤中，哪些修复途径已经停止工作，以及应该使用什么治疗方法来治疗他们的癌症。”

新计算机算法,MMRDetect,采用突变签名识别的实验,并训练有素的全基因组测序数据从100000年NHS癌症患者的基因工程,确定肿瘤与错配修复缺陷的检查点抑制剂,这使得它们敏感免疫疗法。在这项研究中开发了针对肿瘤的算法，现在计划将其推广到英国基因组学公司发现的所有癌症中。

这一突破显示了研究人员参与“10万个基因组计划”的价值。“10万个基因组计划”是一项开拓性的全国全基因组测序工作。

英国基因组公司首席商业和合作官Parker Moss说:“我们很高兴看到这样有影响力的研究得到了10万基因组项目的支持，我们的数据帮助开发了一种临床意义重大的工具。这是一个极好的例子，说明了10万个基因组项目数据的庞大规模和丰富程度如何有助于重要的研究。

“nick - zainal博士和她的团队的工作成果完美地证明了，通过整合英国基因组学的平台，一流的研究人员社区，我们可以多么迅速和有效地为病人护理回报价值。”

这项研究为我们了解DNA损伤从何而来提供了重要的视角。水和氧气是生命所必需的，但也是人体内部DNA损伤的最大来源。

尼克-扎因纳尔博士说:“因为我们是活着的，我们需要氧气和水，但它们会不断地对我们细胞中的DNA造成损伤。”我们的DNA修复途径通常会限制这种损害，这就是为什么当我们去除一些关键基因时，我们立即看到了很多突变。”

“一些DNA修复基因就像精密工具，能够修复非常特定种类的DNA损伤。人类DNA有四个组成部分:腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和胸腺嘧啶。例如，OGG1基因在鸟嘌呤被氧损伤时具有非常特殊的修复作用。当我们敲除OGG1时，这一关键的防御被严重削弱，导致一种非常特殊的鸟嘌呤模式，在整个基因组中突变为胸腺嘧啶。”

为了达到最有效的效果，MMRDetect算法可以在患者接受癌症诊断和肿瘤特征基因组测序。该团队认为，这个工具可以帮助改变各种癌症的治疗方式，挽救许多生命。

英国癌症研究所的首席执行官米歇尔·米切尔说:“为患者确定正确的治疗方法将给他们带来最大的生存机会。”免疫疗法尤其强大，但并不是对所有人都有效，所以弄清楚如何判断它何时起作用，对于使它成为最有用的治疗方法至关重要。

“在过去的十年里，我们从肿瘤基因组中绘制和挖掘有用信息的能力已经大大提高。多亏了像“10万个基因组计划”这样的项目，我们开始看到如何利用这些信息来造福患者。我们期待看到这项研究如何发展，以及它在帮助未来患者方面的可能性。”

---

---