肿瘤和变异

如题所述

第1个回答  2022-07-29
germline变异(胚系突变): 从父母那里遗传得到的变异。发生在配子中,并可以传给后代,整个生物体中的每个细胞都会受到影响。

somatic变异(体细胞突变): 由环境因素导致,发生在单个体细胞中,不能遗传,仅影响从突变细胞衍生的组织。

致癌基因获得:

得到体细胞突变后,其中有许多突变并不是直接导致癌症发生的,那么 真正致癌基因怎么获得? 得到的体细胞突变又可分为两种类型:驱动突变和乘客突变(driver & passenger)。这个问题的解决就是"driver gene mutation",就是寻找那些 驱动基因 。

基因变异的分类:

1、短插入缺失(Indel):插入或缺失小于50bp的small indel。

2、拷贝数变异(CNVs):片段扩增或缺失。基因组发生重排而导致的,长度1k以上。CNV突变率较高,大约是DNA点突变的100-10000倍。

3、结构变异(SVs):基因组水平上大片段插入、缺失、倒置、易位等,其中易位包括染色体内部迁移和染色体间的迁移。

4、单核苷酸突变(点突变):分为SNP(单核苷酸多态性)和SNV(单核苷酸变异),95%的肿瘤是点突变。一些热点SNV可能会频繁发生,而其他热点则很少。例如,BRAF V600E突变发生在所有黑色素瘤的40%中,而BRAF L597S突变发生在所有黑色素瘤的<1%中。

肿瘤克隆进化

假设认为肿瘤是起源于一个单个细胞,那么这个肿瘤被认为是一个克隆,如果产生了其他类型的突变,则又会形成一个新的克隆/亚克隆。在进行肿瘤克隆鉴定的时候,我们会计算一个核心的指标,CCF(肿瘤细胞分数),指的是肿瘤细胞中包含某个SNV的细胞所占比例。CCF<1的细胞组成的肿瘤称为亚克隆。如下图所示,假设有三个细胞,其中两个为癌细胞(发生了WGD),一个为正常细胞。左图中两个红色癌细胞的同一个位点产生了相同的突变,则CCF=1,只有一个克隆;右边只有一个细胞的某个位点产生了突变,则其CCF=0.5,有两个克隆/亚克隆。

肿瘤驱动基因

能够引起癌症起始、进展、转移和对治疗产生耐药性等与癌症发生发展相关的重要基因。目前在各类癌症中都已经发现一些相关的驱动基因,比如EGFR、ALK融合基因、KRAS、HER2等。而且根据驱动基因还可以把癌症进行重新分类。肿瘤通过从一些涉及调控细胞身份、生存和基因组稳定性的关键通路基因的driver突变来获得选择性优势。然而,可能有一些passenger突变基因对细胞没有进一步的优势,使肿瘤暴露在机体的免疫监视之下。

肿瘤的异质性

肿瘤异质性是指肿瘤在生长过程中,经过多次分裂增殖,其子细胞呈现出分子生物学或基因方面的改变,从而使肿瘤的生长速度、侵袭能力、对药物的敏感性、预后等各方面产生差异。

异质性主要是由两个主要因素导致的:遗传(或者表观遗传);肿瘤克隆的进化选择。

肿瘤克隆进化

      下图反映的是肿瘤从发生到产生异质性的过程。从一个功能正常的体细胞开始,由于各种内外环境的影响,细胞内会产生各种类型的突变(比如SNA,CNA,蓝色小点),某些突变会被机体自带的修复机制修复,而某些突变则会一直积累。直到生命中的某个时刻产生了所谓的driver突变事件(最左边红色小点),然后形成一个肿瘤祖细胞,此时可以称之为形成一个肿瘤克隆。肿瘤细胞会不断的增殖,过程中也会积累非driver突变和其他突变。每当产生一个/若干个新的driver突变,肿瘤克隆就会逐渐演变成一个新的克隆/亚克隆,下图中不同颜色的肿瘤细胞就代表不同的克隆/亚克隆。肿瘤的异质性就逐渐显现出来,并且也是伴随着动态变化。随着肿瘤细胞增殖和发展,不同克隆在肿瘤总细胞中占比会动态变化,更加适应肿瘤微环境的克隆会形成优势的克隆细胞群体。比如经过治疗(放化疗,靶向药),短期内对治疗敏感的癌细胞克隆会很快死亡,而耐药(放化疗等)的克隆群体会生存下来,然后逐渐的增殖,成为新的优势癌细胞克隆。另外癌细胞还能通过血液,淋巴,神经等途径扩撒和转移,并形成转移灶,转移灶由于和原发灶具有不同的微环境,形成转移灶的癌细胞适应了新的环境,和原发灶的癌细胞又产生了明显的差异。这个过程中也伴随着肿瘤克隆的进化。

肿瘤转移

1、原发肿瘤的局部侵袭转移并影响到周围的组织,尤其是基质细胞。

2、脱落的肿瘤细胞通过内渗的方式进入循环系统;

3、进入循环系统的肿瘤细胞要在流动的环境下生存;

4、循环系统内的肿瘤细胞通过外渗的方式迁移出循环系统;

5、肿瘤细胞进入远处转移的组织内,形成微小的转移克隆,再通过增殖形成可见的转移灶。
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