Krooninen sairaus

tiivistelmä

Johdanto

etäpesäke on ajateltu olevan klonaalisen tapauksessa, jossa yksittäinen solu käynnistää kehitetään uusi kasvain kaukainen päällä. Kuitenkin missä määrin ensisijainen ja etäpesäkkeitä eroavat molekyylitasolla on epäselvä. Edelleen arvioida näitä käsitteitä, käytimme seuraavan sukupolven sekvensointi (NGS) arvioimaan molekyylitason koostumus pariksi ensisijainen ja metastasoituneen kolorektaalisyövän kudosnäytteet.

Methods

468 peräsuolen kasvain näytteet suuri henkilökohtainen lääketiede aloite arvioitiin kohdegeenin sekvensoimalla 1321 yksittäisten geenien. Kahdeksantoista potilasta tuotetaan genomi-profiileja 17 pariksi ensisijaisen: metastaattinen (ja 2 metastaattinen: metastaattinen) yksilöt.

Tulokset

keskimäärin 33,3 mutaatioiden /kasvaimen olivat yhtäpitäviä (jaettu) väliin sovitetun näytteiden, mukaan lukien yhteinen tunnettu geenit (APC, KRAS, TP53). Keskimäärin 2,3 mutaatiota /kasvain oli ristiriitainen (jakamaton) joukossa pariksi sivustoja. KRAS mutaatiostatuksesta tila oli aina yhtäpitävät. Yleinen vastaavuutta korko mutaatioiden oli 93,5%; kuitenkin lähes kaikki (18/19 (94,7%)) pariksi kasvaimia osoitti ainakin yksi mutaatiostatuksesta discordance. Mutaatiot nähtiin:

TTN

, suurin geeni (5 ristiriitainen paria),

ADAMTS20

,

APC

,

MACF1

,

RASA1

,

TP53

, ja

WNT2

(2 ristiriitainen paria),

Smad2

,

Smad3

,

Smad4

,

FBXW7

, ja 66 muut (1 ristiriitainen pari).

Johtopäätökset

katsoo ensisijainen ja etäpesäkkeitä näytetään pieni varianssi yleistä, co-evolution tuotettu vähitellen mutaatioita kummassakin. Nämä tulokset viittaavat siihen, että vaikka biopsia primaarikasvaimen yksinään todennäköisesti riitä kemoterapiassa-naiivi potilas, ylimääräisiä koepaloja ensisijainen tai etäpesäkkeitä voi olla tarpeen tarkasti räätälöidä hoito kemoterapian resistenssin tai epäherkkyys jotta voitaisiin asianmukaisesti huomioon kasvaimen kehittymistä.

Citation: Kim R, Schell MJ, Teer JK, Greenawalt DM, Yang M, Yeatman TJ (2015) Co-Evolution of Somaattiset vaihtelu Ensisijainen ja metastasoitunut kolorektaalisyöpä voi laajentua Biopsia merkintöjen Molecular Era. PLoS ONE 10 (5): e0126670. doi: 10,1371 /journal.pone.0126670

Academic Editor: Hiromu Suzuki, Sapporo Medical University, Japani

vastaanotettu: 27 lokakuu 2014; Hyväksytty: 06 huhtikuu 2015; Julkaistu: toukokuu 14, 2015

Copyright: © 2015 Kim et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään

Data Saatavuus: kaikki asiaankuuluvat tiedot ovat withing paperin ja sen tukeminen Information tiedostoja.

Rahoitus: tutkimusta tukivat National Institutes of Health (NIH) nih.gov U01CA157960 (TJY). Rahoittaja ei ollut roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen. MSD, Inc /AstraZeneca tuettiin muodossa palkkojen tekijän [DMG], mutta ei ollut mitään ylimääräistä roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen. Erityinen roolit tekijän ovat muotoutuneet ”kirjoittaja maksujen osiossa.

Kilpailevat edut: DMG työskenteli aiemmin MSD, Inc ja nykyisin AstraZeneca. Tämä ei muuta tekijöiden noudattaminen PLoS One politiikkaa jakaa tietoja ja materiaaleja.

Johdanto

peräsuolen syöpä (CRC) on kolmanneksi yleisin syöpä sekä miehillä että naisilla [1] . Noin kolmasosa näistä potilaista lopulta periksi tauti. Monet potilaat esittää synkronisen etäpesäkkeitä tai lopulta kehittää metachronous etäpesäkkeitä jälkeen resektio primaarikasvaimen. Viime aikoina ymmärtää paremmin taudin genomin mittakaavassa analyysi tehtiin peräsuolen syövän jonka TCGA verkkoon kasvain ja normaali näytteet [2]. Tässä tutkimuksessa odotetusti,

APC

,

TP53

,

KRAS

,

Smad4

,

BRAF

ja

PIK3CA

mutaatioita esiintyy yleisesti. Monia muita, harvemmin ilmenneitä mutaatioita tunnistettiin myös. Koska tämä tutkimus rajoittuu lähinnä analyysiin primäärisyövästä, tarkempi käsitys etäpesäkkeitä oli perusteltua.

Vaikka tarkat mekanismit tuumorietäpesäke tunnetaan edelleen huonosti, useita mahdollisia selityksiä ovat nousseet. Yksi ajatus on, että etäpesäke on puhdas klonaalisen johdannainen ensisijainen siten, että se on lähes geneettisesti identtisiä, mutta muutaman uuden ohjaimen geenien (kuvio 1A) [3]. Laajentaminen tämä ajatus on, että kasvain voi yksinkertaisesti tehdään muovista fysiologinen muutos geenien ilmentyminen, ehkä liity mutaatiomuutoksilla, vaan liittyvät ympäristön vihjeitä, jolloin epiteelin ja mesenkymaalitransitioon (EMT), joka sallii etäpesäke [4]. Toinen ajatus on, että metastaattinen vaurio on geneettisesti erilainen kuin ensisijainen, koska joko irtoamisen yhteydessä hyvin erilaisten solun heterogeenisen ensisijainen tai jopa lähdeverkkona erillisten kloonin (kuvio 1 B) [5, 6]. Kolmas malli ehdottaa primaarikasvainten ovat geneettisesti samanlaisia ​​etäpesäkeleesioita, mutta ei aivan sama. Jotta etäispesäkkeitä, primaarikasvaimen täytyy kokea ylimääräistä voitto tai toimintakyvyn menetystä kautta mutaation jotta hyökkäys ja tautien leviämisen (kuvio 1 C) [7-9]. Jokainen näistä kolmesta mallista on monimutkaista mahdollisuus kasvaimen heterogeenisyys sisällä primaarikasvaimen (kuvio 1 D).

a. Ensisijainen ja tapasi ovat geneettisesti identtisiä, ja etäpesäkkeiden kautta tapahtuvaa epigeneettisellä tai sääntelyn muutokset, kuten edistävät EMT /MET fenotyyppejä. b. Ensisijainen ja tapasi ovat geneettisesti erilaista, mikä viittaa solujen poikkesivat nopeasti splitin jälkeen, tai että ne ovat riippumattomia tapahtumia. c. Ensisijainen ja tapasi kasvaimia jakaa monia mutaatioita, mutta jokainen on joitakin, jotka ovat ainutlaatuisia. d. Esimerkkejä mahdollisista kasvaimen koostumuksesta.

Saadakseen käsityksen joskus ristiriitaisia ​​biologista selityksiä metastaattisen käyttäytymisen, ja paremmin mitkä kasvainpaikkaa olisi koepala, suoritimme tutkimuksen ainutlaatuisia kasvainnäytteestä . Tässä tutkimuksessa, suoritimme kohdegeenin sekvensointi 19 kasvaimen paria käyttäen massiivisesti rinnakkainen seuraavan sukupolven sekvensointi alustan kohortteja pariksi ensisijainen ja metastaattinen CRC kasvaimia.

Materiaalit ja menetelmät

Inclusion kriteerit

Pariksi peräsuolen syövän näytteet tunnistettiin H. Lee Moffitt Cancer Center osana suurta väestöpohjainen tutkimus hankkimalla lähes 20000 jäädytettiin, kliinisesti tunnettu syövän yksilöt [10, 11]. Synkroninen ja metachronous kolorektaalisyövissä olivat kaikki mukana.

tuumorinäytesylinterin /DNA: n eristämiseksi

Ensisijainen ja metastasoituneen näytteitä yli 2000 kolorektaalisyövän potilaat olivat analysoitaviksi. Kaikissa tapauksissa, kudos ja kliiniset tiedot kerättiin potilaita Institutional Review Board hyväksyntä osana Total Cancer Care (TCC) hanke [10]. Hyväksyntä analysoimaan kliinisiä tietoja potilaista, joiden kasvaimet käytettiin kohdennettua sekvensointia vastaanotettiin tätä tutkimusta varten University of South Florida (USF) Institutional Review Board 11. kesäkuuta 2014 tarjoaa luopumista HIPAA lupa ja suostumus tämän takautuvan, de -identified tutkimus. Lisäksi kategoria 4 vapautus ja luopuminen oli hyväksynyt Spartanburg Regional Institutional Review Board syyskuussa 2013 voimassa syyskuun 2019

Kaikki kasvaimet kerättiin parantava selviytymisen asemointia ja jäädytettiin nopeasti nestemäisessä typessä 15-20 min of katoamiseen. Kasvaimet sitten tehtiin macrodissection laadunvalvonta, jolla varmistetaan, 80% kasvain oli läsnä näytteessä, joka koki sekvenssianalyysi (mahdollistaa herkän mutaation havaitsemiseen). Normaali kudos, nekroottisen kudoksen ja liiallinen strooman kudokset leikeltiin pois yksilö jäädytetty jaksokamera. Sitten DNA uutetaan 468 CRC yksilöitä, jonka jälkeen kohdennettuja sekvensointi käyttämällä räätälöityä Agilent Toki Valitse Capture, Agilent Technologies, Inc., Santa Clara, CA. 1321 syöpään liittyvien geenien valittiin sekakomitea (Merck Co., Inc. Moffitt Cancer Center) hybridi- talteenotto ja sekvensointi. Sieppauskoettimien varten 1321 geenit perustuivat Agilent 50MB Sure Valitse capture (Katso taulukko A S1-tiedosto luettelo geenien).

Yhdistelmät ja analyysi

varianttitietolajeina.

keskimäärin 1,4 Gt kohdennetun geenin sekvensointi tietojen (1321 geenit, jotka kattavat 3,8 MB) muodostettiin kunkin kasvaimen näytteestä käyttäen pariksi-end 90bp sekvensointi-synteesin tekniikka (GAIIx, Illumina, Inc., San Diego, CA) by BGI (Shenzhen, Kiina). Burrows-Wheeler Aligner (BWA [12]) käytettiin yhdenmukaistaa sekvenssit ihmisen viite hg19. Genome Analysis Toolkit (GATK [13]) käytettiin lisäys /poisto uudelleensuuntausta, laatupisteet Uudelleenkalibroinnissa ja variantti tunnistaminen. ANNOVAR [14] käytettiin merkitä mutaatioita. Vaikka vastaaviin normaaleihin näytteitä ei ollut saatavilla 19 kasvaimen etäpesäkkeitä yksilöitä, me rikastetaan somaattisten mutaatioiden poistamalla variantteja globaalinen vähäinen alleelin taajuus 1% vuonna 1000 Genomes projektin aineisto. Lisäksi tiedot 523 normaalia kudosta tai verinäytteet TCGA rintojen aineisto ladattiin dbGAP ja analysoitiin käyttäen samoja BWA /GATK putki kuin meidän sekvensoitiin näytteitä. Kaikkiaan 21179 ei-äänetön variantteja, jotka tunnistettiin normaaleissa kudoksissa käytettiin myös suodattamiseksi ennusti ituradan variantteja, edelleen rikastuttaa somaattisten mutaatioiden. Suodatus ainutkertaisen normaali aineisto myös vähensi analyyttinen esineitä (mutaatiot havaitaan usein normaalissa aineisto analysoitiin samoilla menetelmillä, mutta ei 1000 genomeja, ovat todennäköisesti esineitä). Mutaatio laskee perustuvat suodatetaan tietoihin. Mutaatiot Hyväksytty näytettä suoraan verrata erojen tunnistamiseksi. Mahdolliset erot käsin tarkistettava samtools tview ja mpileup [15]. Mutaatiot, jotka näytti linjaus esineitä perustuu manuaalista tarkistusta huomioon lohkon epätasapaino, monet mutaatiot samassa lukea, läsnäolo leikkautumisen lähellä mutaatio asema, ei-satunnainen paikan mutaation lukee, alhainen kartoitus laatu, ja todisteet luetun normaalissa näytteet (eikä 1000 Genomes) jätettiin pois analyysistä. Tämä vaihe esteellinen 12,3% mahdollisista ero mutaatioita, ja 26% näistä oli

Muc4

, geenin epäillään satama esineen variantteja [16, 17]. Näytteitä pidettiin eri asemassa, jos mutaatio oli läsnä yhdessä näytteessä (yleensä 10%, meidän empiirisesti havaittuun alleelifrekvensseiltään herkkyys annetaan ~ 140x keskisyvyys kattavuus tästä ja muista hankkeista samasta vanhempi aineisto on ~ 4000 näytettä) ja puuttuvat tai harvoin muissa. Väärien erot johtuvat ero mutaatiosta määrityksen, rinnastuksia at mutaatio asemissa manuaalisesti tarkistetaan: Tämä käsikirja tarkastelu myös antanut meille mahdollisuuden tunnistaa väärät eroja; eli kun alleeli taajuuksia asemassa olivat samanlaisia, tai mutaatio luotettavasti havaittu ”viittaus” näyte (huolimatta ero määritys), me luokiteltiin uudelleen nämä yhtenäisiltä mutaatioita.

Tulokset

Kliiniset tiedot

Vuodesta 2008-2010, keräsimme 488 CRC yksilöitä liittyvät 468 sekvenssi potilaita, arvioidaan genomiseen profiilia CRC primaarisista tai metastaattinen kudosta. Näistä näytteistä 18 potilaalla oli saatavissa genomista profiilit useasta kudosnäyte (ts pariksi ensisijainen: metastaattinen näytettä). Viisitoista potilaalla oli sekä ensimmäisen ja metastaattinen /paikallinen alueellinen imusolmuke yksilöitä, kahdella oli erillistä metastasoitunut yksilöitä, ja yksi potilas oli kaksi esivaaleissa ja kaksi metastasoituneen kudosnäytteet käytettävissä. Siksi yhteensä 19 pariksi näytteistä oli saatavilla. Kliiniset ominaisuudet on kuvattu taulukossa 1. Pariksi yksilöitä perin synkronimoottori vaurioista 16 tapauksissa (84%), kun taas kolme paria mukana metachronous etäpesäkkeitä. Kaukaiset metastaasien mukana maksaan (N = 8), imusolmukkeet (N = 7), keuhkojen (N = 3), ja munasarjojen (N = 1).

Mutaatiotutkimukset profiloinnin ja MSI testaus

mediaani 16209684 lukee syntyi jokaiselle näytteelle, jossa 15.785.209 kohdistaminen vertailutasoon ihmisen perimän ja 5.390.906 kohdistaminen 25 emäsparia kohdealueiden. Mediaani coverages at suunnattu emäkset olivat: 94,3% = 10x; 90,7% = 20x, ja 79,6% = 50x. Mediaanin keskisyvyys kattavuuden poikki kohdennettujen emäkset oli 146.7x (katso taulukko B S1 Tiedoston lisätietoja sample_seq_metrics).

profilointi mutaatiostatuksesta riippumatta potilaiden, me nimenomaan keskittyi tunnettuja geenejä, kuten

APC

,

KRAS

,

TP53

,

BRAF

ja

PIK3CA

. MSI tila arvioitiin myös sekä geneettisen analyysin mikrosatelliitteihin kaikissa tapauksissa.

APC

mutaatio havaittiin 16 ulos 18 potilasta ja TP53 mutaatioita havaittiin 12 potilaalla.

KRAS

mutaatioita havaittiin 9 potilaalla, ja se sijaitsee kodoneissa 12, 13, tai 61.

PIK3CA

mutaatioita havaittiin kolmella potilaalla. Erityisesti yksikään potilaista oli

BRAF (V600E)

mutaatio. Yksi potilas oli MSI-H, 4 potilasta oli MSI-L, mutta vain yhdessä kudosten, loput 13 potilasta olivat MSS.

Concordance mutaatioiden pareittain ensisijaisen karsinoomien ja johdannainen etäpesäkkeitä

tutki mutaatiostatuksesta yksimielisiksi kohortin 19 paria kasvaimia (kuvio 2, taulukko 2, tarkka kantoja, syvyydet, ja alleelifrekvenssit on kuvattu taulukossa C S1 File). Vuodesta 38 kasvaimet, 1352 otaksuttu somaattisia muutoksia joukosta tunnistettiin keskuudessa 1321 geenejä. Näistä 1264 muutoksia esiintyi molemmissa näytteissä (keskiarvo = 33,3 /näyte), 35 esiintyi vain yksi 17 perusnäytteelle (keskiarvo = 2,1), ja 53 esiintyi vain 21 metastaattisen näytteet (keskiarvo = 2,5). On huomattava, että lukemat olivat hämmästyttävän samankaltainen ensisijaisen: imusolmuke ja ensisijainen: kaukainen etäpesäke paria (keskiarvo jaettu muutoksia = 36,7 ja 31,2). Siten yleinen concordance korko mutaatioiden oli 93,5%. Kuitenkin lähes kaikki (18/19 (94,7%)) pariksi kasvaimia osoitti ainakin yksi mutaatiostatuksesta discordance.

Suurin osa mutaatioista ovat yhteisiä. Parit A-F edustaa alueellisten imusolmukemetastaaseja ja paria G kautta R edustaa etäispesäkkeitä.

Mutaatiotutkimukset havaitut erot näyteparit on lueteltu taulukossa 3.

TP53 (R196X)

muutos nähtiin 10 muiden 450 potilaat, joilla ei ole pariksi näytteitä; me viitata sellaisiin mutaatioita kuten

toistuvia

. Muita ero mutaatiot, jotka olivat toistuvia meidän suurempia kohortissa oli

APC (R223X) B 7 potilaalla,

APC (E1268X) B 3 potilaalla,

TP53 (E294fs) B ( Huomaa: muut muutokset olivat E294X) 2 potilaalla, ja

JAK1 (802_803del) B ja

HSP90AB1 (549_550del) B esiintyvät yhdessä muiden potilaiden.

Seven geenit oli kaksi tai useampia ristiriitaisia ​​muutoksia (taulukko 4). Ne esitetään alenevassa järjestyksessä niiden ristiriitainen mutaationopeudet, joka on määrä mutaatioita kohden nukleotidiemäsjärjestys kohti kudosnäytteestä. Kuusi heistä on tarkalleen 2 ristiriitainen muutoksia, joten mutaatiovauhdin pienemmissä geenien on korkeampi. Viisi unshared muutoksia havaittiin

TTN

; kuitenkin, kun otetaan huomioon sen koko, unshared mutaatio oli alhaisin seitsemään geenejä. Erityistä huomiota olisi kiinnitettävä

TP53

ja

APC

mutaatioita, koska niiden tiedetään olevan kuljettajan mutaatioita paksusuolensyöpä. Lisäksi

APC

geeni, jota esiintyy yli kaksi kolmasosaa peräsuolen syöpä,

WNT2

ja

MACF1

vaikuttavat myös Wnt-reitin, kun taas

RASA1

on RAS-reitin. Geenit erityisen kiinnostuksen yhdellä unshared mutaatio sisältävät

Smad2

,

Smad3

,

Smad4

, ja

FBXW7

; lisäksi kolme PTP (

PTPN13

,

PTPRC

,

PTPRD

) olivat ristiriitaisia.

Useat geenit tunnistettu ristiriitainen on todettu olevan mutatoitunut että TCGA CRC aineisto taajuuksilla 10% (esim

Smad4

,

ZNF831

,

ZNF217

,

HSP90AB1

,

TP53

,

SYNE1

,

Smad2

,

TTN

,

MACF1

,

PREX1

,

FBXW7

,

CSMD3

).

keskustelu

etäpesäke on ajateltu olevan pitkälti klonaalisen menetelmä, jossa peräisin solu metastaattisen vaurio on peräisin ensisijainen vaurio, mikä viittaa vahvasti siihen kaksi syytä läheisesti [3], vaikka riita on tarkasti, miten eri ensisijainen ja etäpesäkeleesioita ovat suhteessa niiden mutaatioita, ilmaistuna geenejä ja proteiineja. Tunneta on suhteellinen heterogeenisyys primaarikasvaimen. Esimerkiksi on kasvain koostuu pääosin solujen korkea metastaattista potentiaalia ja vain muutama paeta johtuu stokastisen johtava tapahtuma etäpesäke, vai onko se niin, että vain muutama solujen primaarikasvaimen ovat saaneet metastaattista potentiaalia ja asuvat joissakin tuntematon maantieteellinen sijainti alueella primäärivamma? Entinen käsite tukisi käsitystä, että biopsia ensisijainen vaurio on riittävä ennustaa metastaattisen potentiaalin sekä mahdollisia lääkekohteita, kun taas jälkimmäinen biologia johtaisi koepalan otantavirheiden johtaa sopimattoman kliiniset havainnot. Entinen käsite voisi myös johtaa satunnaista mallia hajanainen ja tappava haulikon etäpesäke vs tavallista oligometastatic kuvio nähty. Toinen täysin eri mahdollisuus on, että mitään uusia mutaatiotapahtumaa tarvitaan etäpesäkkeiden, vaan se on fysiologinen tapahtuma laukaisee strooman vihjeitä. Tämä teoria on kirjattu käsite epiteelin ja mesenkymaalitransitioon jos muovista ohimenevä mesenkymaaliset tila vaaditaan kasvainsolun hyökätä ja matkustaa kaukaisiin metastaasien jossa käänteinen prosessi (MET) johtaa uudelleen antautuminen primaarikasvaimen biologia. On

in vivo

ja

in vitro

malleissa etäpesäkkeiden osoittaa vaihtelevan geenien ilmentymisen välillä ensisijaisen vaurioita ja sukulaisamideillaan etäpesäkeleesioita ilman merkittäviä genomista muutoksia tukevat tätä teoriaa. Esimerkiksi klassinen tutkimukset ovat osoittaneet korkea metastaattinen potentiaali voidaan hankkia kautta serial ”fenotyypin” valinta tai jopa lajittelu solujen alkuperäisestä huonosti etäpesäkkeitä klooni. Jos näin on, genetiikka ensisijainen ja etäpesäkekasvainten saattaa olla lähes identtiset, sallii koepala kummankaan vaurion.

NGS tutkimuksia on viime aikoina toteutettu valottaa joitakin näistä kysymyksistä. Uusimmat tutkimukset, NGS muiden pahanlaatuisten kasvainten, kuten rinta- ja munuaissyövän ovat tukeneet hypoteesia, jonka mukaan on merkittäviä geneettisiä eroja ensisijaisen vaurioita verrattuna metastaasien joka sallii evoluution seurannan kehittäminen [18, 19]. Mielenkiintoista, tuoreessa tutkimuksessa paksusuolen syövän osoitti, että huomattavan vain puolet metastasoituneen CRC vaurioiden testattu oli sama kloonialkuperää niiden ensisijaisen kasvaimen loput tapauksista oli geneettisesti erilaista [6]. Tämänkaltaisissa tutkimusten voisi olettaa, että jokainen metastaattinen vaurio on koepala jotta täysin ymmärtää sairauden monimutkaisuus. Muut tutkimukset ovat kuitenkin viittaa siihen, että etäpesäkkeitä voi olla enemmän kuin heidän ensisijainen vaurioita kuin ei [20, 21]. Tueksi tätä käsitystä, on viime aikoina peräsuolen tutkimus osoittaa korkea konkordanssin yleisesti mutatoituja geenejä, kuten

KRAS

,

sääntelyviranomaisten

,

BRAF

,

PIK3CA

, ja

TP53

välillä ensisijainen ja metastaasien [22]. Tämä on myös hyvin samanlainen kuin viimeksi julkaistussa tutkimuksessa keuhkosyövässä jossa 15 pariksi ei-pienisoluisen keuhkosyövässä arvioitiin [23].

Vastatakseen näihin tärkeisiin kiistanalaisia ​​kysymyksiä, tutkimme uudet pariksi ensisijainen ja metastaattinen CRC vaurioillesi kohdegeenin analyysi vankan 1321 syöpään liittyvien geenien kanssa ~ 100X sekvensointi Medioiden. Tuloksemme ehdotti erittäin konkordanssin havaittujen mutaatiotapahtumaa välillä ensisijainen ja metastaattinen paria johtuivatpa Paikallista imusolmukkeisiin tai kaukaisiin metastaasien. Tuloksemme tuntuvat olevan ristiriidassa hiljattain CRC jossa käytettiin koko exome sekvensointia osoittavat suuria eroja vaurioita, jotka voidaan selittää riippumaton ensisijaisen tapahtumia (kuvio 1 B), tai voidaan myös otantavirhe tai melua toissijainen heikko kattavuus koko exome sekvensointi jossa matalataajuista tapahtumia kirjataan [6]. Meidän tiedot paksusuolen syövän osoitti, että suurin osa mutaatiot tunnistettiin oli jaettu ensisijainen kasvain ja sitä vastaavan pariksi metastaattinen vaurio, mukaan lukien

KRAS

,

APC

, ja

PIK3CA

jotka ovat yleisesti testataan mutaatioita potilaidemme.

Vaikka korkea concordance korko havaitsimme yleistä, lähes kaikki (18/19 (95%)) pariksi kasvaimia osoitti ainakin yksi mutaatiostatuksesta discordance. Huoli lääkärin tulee sitten onko tämä ristiriita on kliinisesti merkittävä ja ansaitsee uuden koepala. Onko se vastaa metastaattisen käyttäytymistä? Onko uuden hoidon kohde, tai mahdollista uutta tila vastustuskykyä terapiassa? Vai onko se yksinkertaisesti edustaa riittämätöntä näytteenottoa kasvain, joka on luonnostaan ​​heterogeeninen? Seitsemän moninkertaistaa diskordantteja mutaatioiden mukana kahdessa tapauksessa kukin

APC

ja

TP53

, todennäköisesti mahdollinen kuljettajat syövän etenemisen ja metastaattisen potentiaalia. Lisäksi kolme Wnt-reitin (

APC

,

MACF1

,

WNT2

) ja yksi Ras polku (

RASA1

) geenit ovat seitsemän. Nämä havainnot viittaavat siihen, tappava metastaattinen solut voivat aiheutua muita uusia mutaatiostatuksesta variantteja. Tunnistaminen primäärituotteet syöpä, joka voi aiheuttaa tappavia metastaattisen solun klooneja on hyvin mielenkiintoisia. Tutkimuksessamme

TTN

ja

TP53

mutaatioita löydettiin sekä ensi- ja metastaattinen päällä, mutta jokaisella on uusia muutoksia tukevat teoriaa vahvistuksen toiminnon tappavien metastaattisen solun klooni.

TP53

on mutaatio, joka on tutkittu laajasti paksusuolensyöpä [24]. On raportoitu, että lisääntynyt esiintyvyys

TP53

mutaatioita liittyy sekundääristä Kolorektaalituumorien, mikä viittaa siihen, että mutaatiot tässä geenissä voi olla tärkeä rooli perustamalla peräsuolen maksametastaaseista [25]. Esimerkiksi p53-proteiini tuote

TP53

, on raportoitu estävän Warburg vaikutus ja edistää mitokondrioiden oksidatiivista metaboliaa, anti-etäpesäke mekanismi, ja siten inaktivointi tämän tuumorisuppressorin toiminto vaikuttaa prosessin etäpesäkkeiden [26]. Tutkimuksessamme 13/19 (68%) pareihin oli

TP53

mutaatioita, korkea, joka on samanlainen kuin muissa tutkimuksissa [27]. Mielenkiintoista on, että meidän tutkimuksessa yksi potilas oli ristiriitainen

TP53

mutaatio metastaattisen sivuston, kun taas toinen oli yksi primaarikasvaimen. Ristiriitainen mutaatiot päässä pariksi näytteistä ovat informatiivisia koskien kehitystä kasvain. Nämä havainnot viittaavat siihen, että

TP53

mutaatiot ovat usein myöhässä karsinogeeninen tapauksessa sopusoinnussa evolutiivinen mallia esitetty julkaisussa Vogelstein et al [28].

Muita mielenkiintoisia mutaatioita löydettiin metastaasien kuuluivat proteiini tyrosiinifosfataasin (PTP) perhe. Oli 3 uutta mutaatiota nähdään etäpesäkeleesioita. Nämä PTP: t on kuvattu joko tuumorisuppressoreilla tai ehdokas onkoproteiineja [29]. Muutokset näiden geenien voivat aiheuttaa muutoksia tasapainoon kinaasi-fosfataasiaktiivisuus, jotka saattavat olla haitallisia vaikutuksia, jotka voivat lopulta johtaa syövän etenemisessä.

Tutkimuksemme erityisesti tunnistettu voitto uusia mutaatioita sekä ensisijainen suhteessa sen sukulais metastaattisen pariksi vaurion sekä uusia mutaatioita etäpesäkeleesioita suhteessa esivaaleissa. Tämä havainto voidaan selittää yhteistyössä kehityksestä sekä ensi- etäpesäkeleesioita ajan (kuvio 1 C). On myös mahdollista, että nämä ristiriitainen mutaatiot edustavat eri populaatiot heterogeeninen primaarikasvaimen.

On olemassa useita rajoituksia tutkimukseen. Pieni kokoinen ryhmä koostui heterogeeninen väestö, sekä synkroninen ja metachronous kasvaimia. Nämä ryhmät voivat olla luonnostaan ​​erilainen genomisesti. Esimerkiksi, uusi mutaatiot nähdään metastaasien voi olla seurausta metastaattisen prosessin tai johtuen resistenttien kloonien aiheuttama edellisen systeemistä hoitoa, kuten neoadjuvant hoito ennen maksaresektio. Valitettavasti, meillä ei ole kliinistä kemoterapian tiedot potilaille, joille kehittyi metachronous tauti. Siksi on epäselvää, mitä vaikutuksia, jos lainkaan, kemoterapia tai kohdennettuja terapioiden olla uusien mutaatioiden metastaasien. Myös kasvaimensisäistä heterogeenisyys, vaikka todennäköisesti ei ole niin korkea CRC vaurioita kuin maantieteellisiin munuaissyövän kyhmyjä peräisin samasta primaarikasvaimen [28], voi olla sekoittava tekijä, joka voisi selittää joitakin geneettisiä eroavaisuuksia samoin. Tutkimuksemme hyödyntää kirurgisesti resektoitiin yksilöitä mikä antaa meille mahdollisuuden kaapata suuren osan kunkin kasvaimen ja tehokkaasti arvioida sen heterogeenisyys havainnoimalla matalataajuista, sub-klonaalisia muunnelmia.

Johtopäätökset

Tutkimuksemme osoitti korkeaa taso konkordanssin mahdollisten somaattisten muutoksia, mikä viittaa siihen, että genomista profiili ensisijainen sivusto on hyvin samanlainen kuin metastaattisen sivuston useimpien kuulusteli syövän geenien. Siten koepala primaarikasvaimen voivat riittää kemiallis-hoitamattomilla potilailla. Olemme kuitenkin myös sitä mieltä, on tapauksia, joissa uusia koepaloja todennäköisesti tarvitaan tarkasti arvioida mutaatiostatuksesta maiseman kasvaimen ja suunnittelu asianmukainen hoito, esimerkiksi CRC potilailla, jotka etenevät jälkeen tietyillä terapia (eli anti EGFR terapia). Tässä tilanteessa on mahdollista, että kestävä alaklooni on syntynyt selektiivisissä paineen täsmähoitoihin. On myös tilanteita, joissa vastaus vasta nähdään primaarikasvaimen eikä metastaattista sivustolla. Tässä tilanteessa on mahdollista, että uusi mutaatiot ovat tapahtuneet metastaattisen sivuston johtaa vastus. Nämä tiedot oikeuttaisi tarvitaan uusi biopsia metastaattisen sivuston ymmärtää paremmin kehittynyt resistenssi tai uudesta kannekelpoinen mutaatioita, jotta potilaat voitaisiin tarjota yksilöllistä hoitoa. Siksi voi olla tärkeää, että tulevissa tutkimuksissa mahdollistavat uusien koepaloja metastaasien ymmärtää paremmin etäpesäkkeiden ja hankitun resistenssin.

tukeminen Information

S1 File. Yhdistetty tiedot tukipöydät.

Taulukko A. luettelo 1321 geenien kohdennettuja sekvensointi; Taulukko B. Näyte sekvensointi mittarit; Taulukko C. Mutaatio sekvensointi mittareita.

Doi: 10,1371 /journal.pone.0126670.s001

(DOCX) B

Kiitokset

Total Cancer Care on käytössä, osittain jonka antelias tuki DeBartolo perhe, ja kiitämme monia potilaita, jotka niin ystävällisesti toimittanut tietoja ja kudoksen Total Cancer Care Consortium. Tutkimuksemme sai myös arvokasta avun Biostatistics ja bioinformatiikan Core Tilat H. Lee Moffitt Cancer Center Research Institute, joka on NCI nimetty Kattava Cancer Center, tuettu NIH apurahan P30-CA76292.