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来自西班牙裔/拉丁裔患者队列的结直肠癌综合多组学分析

原标题:Integrative multi-omics profiling of colorectal cancer from a Hispanic/Latino cohort of patients

B. WaldrupF. G. CarranzaY. JinY. AmzalegM. PostelD. W. CraigJ. CarptenB. SalhiaC. N. RickerJ. CulverC. ChavezM. C. SternL. Baezconde-GarbanatiH.-J. LenzE. Velazquez Villarreal

medRxiv (2024)

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5

关键词

Colorectal cancer
Hispanic/Latino
genetic alterations
somatic mutations
gene amplifications
gene fusions
SMAD4
1KG-PEL-like
precision medicine
genomic profiling

摘要

结直肠癌是导致癌症相关死亡和健康差异的因素之一,尤其是在西班牙裔和拉丁裔社区。为了探究这些差异的生物学和遗传基础,我们对结直肠癌的特征进行了描述,包括体细胞改变和遗传相似性。具体而言,我们对67个西班牙裔和拉丁裔样本进行了全面的基因组规模分析。我们进行了DNA外显子测序,以检测体细胞突变、体细胞拷贝数改变和遗传相似性。我们还进行了RNA测序,以分析差异基因表达、细胞通路和基因融合。我们分析了所有样本中的22个重要的CRC基因突变、8个基因扩增和25个CRC基因融合。然后,我们将西班牙裔和拉丁裔样本的数据与公开可用的非西班牙裔白人(NHW)队列进行了比较。根据我们的分析,当患者属于1000基因组项目中的秘鲁利马样(1KG-PEL-like)遗传相似性群体时,24%的结直肠癌是超突变的。此外,这些病例大多数发生在诊断时年龄小于五十岁的患者中。排除超突变肿瘤后,大约55%的结肠癌和58%的直肠癌表现出两个相似特征:1)基因组改变的模式;2)1KG-PEL-like的百分比。我们分析了所有样本——其1KG-PEL-like比例中位数为55%——以检测22个重要的CRC基因突变、8个基因扩增和25个CRC基因融合。一个值得注意的常见基因突变例子是SMAD4。具有SMAD4改变的样本,其1KG-PEL-like比例最高(63%),而SMAD4改变已知支持肿瘤生长和进展。根据我们的风险关联分析和差异基因表达结果,当我们将西班牙裔和拉丁裔样本与NHW队列进行比较时,SMAD4改变具有显著性。在8个可药物靶向的扩增中,PIK3CA和PI3K的平均1KG-PEL-like超过55%。在25个相关的CRC基因融合中,可靶向的基因包括ALK、FGFR1、RAF1和PTPRK;PTPRK在一个1KG-PEL-like比例最高(95%)的样本中被观察到。通过整合分析,我们还检测到了WNT、TGFB、TP53、IGF2/PI3K和RTK/RAS通路中的反复改变。重要的是,这些改变大多发生在具有高1KG-PEL-like的年轻患者中。这些发现强调了为一个代表性不足的人群量身定制精准医学治疗的潜力。我们的研究推进了西班牙裔和拉丁裔CRC的分子特征分析。总体而言,遗传相似性似乎是理解结直肠癌发生的重要组成部分,并有潜力推动癌症健康差异研究的发展。

AI理解论文

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这篇论文题为“整合多组学分析:来自西班牙裔/拉丁裔患者队列的结直肠癌(CRC)”,旨在通过对67名西班牙裔和拉丁裔患者的结直肠癌样本进行全面的基因组规模分析,探讨该群体中结直肠癌的生物学和遗传基础。研究的主要目的是揭示西班牙裔和拉丁裔群体中结直肠癌的分子特征,并与非西班牙裔白人(NHW)群体进行比较,以期为精准医学治疗提供依据。

研究背景和重要性:结直肠癌是导致癌症相关死亡的主要原因之一,尤其在西班牙裔和拉丁裔社区中存在健康差异。尽管筛查项目和治疗方法的改进降低了结直肠癌的总体负担,但这些进展并未在所有人口群体中均匀体现。西班牙裔和拉丁裔作为美国最大且增长最快的少数群体,仍然面临结直肠癌发病率和预后方面的差异。研究表明,这些差异与遗传相似性和肿瘤的特定分子特征有关。然而,现有的研究大多基于非西班牙裔白人个体的数据,缺乏对西班牙裔和拉丁裔群体的全面分子特征描述。

研究方法:研究采用了DNA外显子测序和RNA测序技术。DNA外显子测序用于检测体细胞突变、体细胞拷贝数变异和遗传相似性,而RNA测序用于分析差异基因表达、细胞通路和基因融合。研究还使用了1000基因组计划中的秘鲁利马样(1KG-PEL-like)群体作为遗传相似性参考。通过与公共数据库中的非西班牙裔白人群体数据进行比较,研究评估了22个重要的CRC基因突变、8个基因扩增和25个CRC基因融合。

研究结果:研究发现,24%的结直肠癌病例为高突变型,这些病例主要发生在具有1KG-PEL-like遗传相似性的年轻患者中(<50岁)。在非高突变型肿瘤中,约55%的结肠癌和58%的直肠癌表现出相似的基因组改变模式和1KG-PEL-like比例。研究还发现,SMAD4基因突变在样本中频繁出现,且这些样本的1KG-PEL-like比例最高(63%)。在8个可药物靶向的基因扩增中,PIK3CA和PI3K的1KG-PEL-like平均比例超过55%。在25个相关的CRC基因融合中,ALK、FGFR1、RAF1和PTPRK等基因可作为靶点,其中PTPRK在1KG-PEL-like比例最高的样本中观察到(95%)。此外,研究通过整合分析检测到WNT、TGFB、TP53、IGF2/PI3K和RTK/RAS通路中的反复改变,这些改变主要发生在具有高1KG-PEL-like的年轻患者中。

研究贡献:本研究通过揭示西班牙裔和拉丁裔群体中结直肠癌的分子特征,推动了该群体的分子谱研究。研究结果表明,遗传相似性在理解结直肠癌发生机制中具有重要作用,并为精准医学治疗提供了潜在的方向。研究强调了在未被充分代表的群体中定制精准医学治疗的潜力,并为癌症健康差异研究提供了新的视角。

术语解释

  • 体细胞突变:指在体细胞中发生的基因突变,不会遗传给后代。
  • 体细胞拷贝数变异(SCNA):指基因组中某些区域的拷贝数发生变化,可能导致基因表达水平的改变。
  • 差异基因表达(DGE):指在不同条件下基因表达水平的差异,通常用于识别与特定生物过程相关的基因。
  • 基因融合:指两个不同基因的部分序列结合在一起,可能导致异常蛋白质的产生。

通过本研究,作者为西班牙裔和拉丁裔群体的结直肠癌分子特征提供了新的见解,强调了遗传相似性在癌症发生机制中的重要性,并为未来的精准医学研究奠定了基础。

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