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四川大学华西医院胡建昆教授、许恒教授、彭勇教授团队:CLDN18-ARHGAP26/6融合基因在胃印戒细胞癌预后评估中的意义

四川大学华西医院胃肠外科胡建昆教授团队、生物治疗国家重点实验室许恒教授、彭勇教授团队于2018年6月在Nature Communications(影响因子11.87)发表文章“Prognostic significance of frequent CLDN18-ARHGAP26/6 fusion in gastric signet-ring cell cancer”(点击下方二维码即可阅读原文)。




胃印戒细胞癌是胃癌中临床病理性质特殊的一种组织学亚型,与非印戒细胞癌相比,其患者平均年龄更低,女性比例更高,进展期肿瘤多见。本研究首先对四川大学华西医院胃癌数据库中2006年至2012年间接受外科手术切除治疗的原发性胃癌病例进行分析,发现印戒细胞癌组与含印戒细胞癌组及非印戒细胞癌组病例相比年龄更低,女性病例比例更高,浆膜受累(T4期)病例所占比例更高,淋巴结转移比例更高,并且胃上部肿瘤比例更低。通过生存分析发现非印戒细胞癌组、含印戒细胞癌组及印戒细胞癌组术后总体五年生存率分别为57.3%、53.5%及42.4%(P<0.001)且印戒细胞癌组患者未能从化疗中获得生存获益(P=0.649)(图1)。。。。。四川大学华西医院胃肠外科胡建昆教授团队、生物治疗国家重点实验室许恒教授、彭勇教授团队于2018年6月在Nature Communications(影响因子11.87)发表文章“Prognostic significance of frequent CLDN18-ARHGAP26/6 fusion in gastric signet-ring cell cancer”(点击下方二维码即可阅读原文)。。。。。



图1 胃印戒细胞癌预后分析a.不同病理类型胃癌病例预后分析;b. 非印戒细胞癌病例化疗与预后分析;c. 印戒细胞癌病例化疗与预后分析


全基因组测序技术作为目前肿瘤学研究领域最为热门的技术之一,可从基因组水平分析基因突变与肿瘤发生、发展之间的关系。为进一步探寻与胃印戒细胞癌临床病理及预后可能相关的分子事件,本研究对32例胃印戒细胞癌组织样本进行全基因组测序并结合生物信息学分析方法,发现6个显著突变基因,其分别为TP53(25%),CDH1(15.6%),PIK3CA(12.5%),HIST1H4E(6.3%),LCE1F(6.3%)以及OR8J1(6.3%)。同时,检测肿瘤组织样本中潜在的融合基因,发现了GDAP2-PTPRN2、DDR2-TRIM45、RABGAP1L-DARS2、NCOR2-MIPEP、TP53-TP53CLDN18-ARHGAP26/6等基因融合的现象,其中CLDN18-ARHGAP26/6融合基因在8例(25%)胃印戒细胞癌组织样本中存在表达(图2-3)。



图2 32例胃印戒细胞癌基因突变图谱



图3 胃印戒细胞癌体细胞拷贝数变异和结构变异。a. CIRCOS图;b. CLDN18-ARHGAP26/6基因融合示意图


为验证CLDN18-ARHGAP26/6融合基因与胃印戒细胞癌临床病理特征间的关系,本研究收集2009年至2014年华西医院胃癌肿瘤组织样本进行扩大验证,结果显示总共73例样本(9.2%,73/829)中存在CLDN18-ARHGAP26/6融合基因,且该融合基因表达与性别(P<0.001)、年龄(P<0.001)、组织学类型(P<0.001)以及N分期(P<0.001)显著相关。校正分期等混杂因素后进行生存分析,本研究发现携带CLDN18-ARHGAP26/6融合基因的胃癌患者预后更差,且化疗不影响携带CLDN18-ARHGAP26/6融合基因病例的预后,而不携带CLDN18-ARHGAP26/6融合基因的患者却能通过化疗取得生存获益(图4)。



图4 扩大临床样本验证CLDN18-ARHGAP26/6融合基因与胃癌化疗预后间的关系


为探索CLDN18-ARHGAP26/6融合基因所引起的具体生物学功能及其与化疗敏感性之间的关系,项目组构建了CLDN18-ARHGAP26/6融合基因表达的胃癌细胞株,通过分子生物实验证实了CLDN18-ARHGAP26/6融合基因显著提高了细胞的迁移能力,且CLDN18-ARHGAP26/6融合基因表达的稳转细胞株对奥沙利铂与氟尿嘧啶的耐药性均呈提高趋势(图5)。



图5 构建CLDN18-ARHGAP26/6融合基因过表达细胞株,探寻其对细胞增殖、细胞迁移及化疗药物敏感性的影响


该研究通过对胃印戒细胞癌这一特殊类型的胃癌进行研究,揭示了CLDN18-ARHGAP26/6融合基因可能是影响胃印戒细胞癌的特征性突变基因,其与胃印戒细胞癌成分比例、性别、肿瘤侵袭性密切相关。在后续临床分析及基础实验中,发现该融合基因与胃癌化疗耐药密切相关,并通过分子生物学实验证实了该现象。该研究结果为后续胃印戒细胞癌化疗敏感性相关研究提出了新思路,为后续胃印戒细胞癌患者化疗药物筛选以及针对该融合基因的靶治疗药物设计提供了理论基础。


专家点评


李秋教授:该研究对1868例胃癌患者依据病理细胞类型进行了系统的临床分析,发现印戒细胞含量与胃印戒细胞癌多种临床特征和治疗结局显著有关,从而提出临床问题及科学假设。研究从临床实际问题出发,用临床数据验证临床问题,然后采用全基因组测序分析探寻与该临床问题,既胃印戒细胞癌临床病理及预后特征相关的分子事件。在发现潜在目的基因后又回归临床,通过大样本临床样本进行内部验证,并采用TCGA项目公共数据进行外部验证。在发现胃印戒细胞癌中CLDN18-ARHGAP26/6融合基因与胃癌患者化疗结局相关后,又采用分子生物学实验,在胃癌细胞系水平证实了该融合基因会导致胃癌细胞化疗药物抵抗。该研究思路清晰,从临床问题出发,采用基因组学“临床-基础-临床-基础”,逐层分析论证,逐步揭示了CLDN18-ARHGAP26/6融合基因与胃印戒细胞癌的关系。


胃印戒细胞癌作为特殊病理类型胃癌,其预后差,常规化疗药物效果不佳,并且,目前临床尚无针对胃印戒细胞癌的靶向治疗药物。该研究结果提示CLDN18-ARHGAP26/6融合基因与胃印戒细胞癌的化疗耐药密切相关,这为后续胃印戒细胞癌的临床及基础研究提供了新的思路;一方面,对于诊断胃印戒细胞癌的患者是否可以进行CLDN18-ARHGAP26/6融合基因检测,用以预测对氟尿嘧啶/奥沙利铂为基础的胃癌常规化疗敏感性;另一方面,是否可以针对CLDN18-ARHGAP26/6融合基因,设计靶向治疗药物从而逆转该类患者化疗耐药的现象,从而改善这部分患者的治疗结局。虽然,这两个假设都需要后续相关的临床及基础研究进行验证及挖掘,但本研究结果无疑为后续研究提供了坚实的理论基础。




李秋,教授、主任医师、医学博士、博士生导师,四川大学华西医院肿瘤中心副主任,四川省学术和技术带头人,中国医师协会肝癌内科专业委员会主任委员,中国抗癌协会肿瘤支持治疗内科专业委员会副主任委员,中国临床肿瘤学会(CSCO)中西医结合专家委员会常务委员,中国生物医学工程学会肿瘤分子靶向治疗专委会常务委员,中国抗癌协会胃癌专业委员会内科学组委员,四川省抗癌协会抗癌药物专业委员会主任委员,四川省肿瘤学会胃癌专业委员会副主任委员,成都市医学会药物经济学专业委员会主任委员。专注于消化道恶性肿瘤的生物靶向治疗、化疗和综合治疗,主持多项863课题、973 子课题、国家自然科学基金委及省部级科研项目等,在Int J Cancer等杂志发表论著四十多篇。


作者投稿心得


本研究涉及大量临床数据资料和组织样本资料,日常进行临床数据及组织样本的收集与保存十分重要。若无大样本临床数据的支撑和分析,提出临床假设,后续基于全基因组测序的生物信息学分析可能会迷失方向,缺乏目的性;并且基于组织样本和对应完整临床随访数据才能有力发掘并验证目的基因所产生的临床现象。在收集患者临床信息及组织样本时需要注意的是一定要进行伦理审查与备案,并且收集采集患者的临床数据及组织样本均需要获得患者的知情同意并签署知情同意书。此外,本研究涉及对患者进行全基因组测序,获取了患者的基因组数据,Nature出版社对于发表论文基因组测序数据有上传原始数据的要求,基因组数据均需要上传至杂志社要求的基因组公共数据库,而按照我国对于人类遗传资源的管理要求,人类遗传测序数据上传到境外数据库均需要完成科技部关于人类遗传资源数据出口出境的申报审批手续。


在文章接收进行校稿时,杂志社要求提供原始图片,并需要按照杂志社要求修改图片颜色及标示,并且需要按照杂志社要求的格式上传。因此,在研究实施过程中,一定要注意原始数据的保存,并且图片的格式最好保存为矢量图,保存为.psd及.ai格式,方便按照杂志社的要求进行调校。此外,涉及基因组分析的研究,需要把生物信息学分析的代码进行保存,有一些杂志社(如Nature杂志社)要求上传分析步骤的文件。


共同通信作者




胡建昆,教授、主任医师、博士生导师,英国皇家外科学院委员,四川大学华西医院胃肠外科中心副主任、胃癌研究室主任,国家教育部新世纪优秀人才支持计划获得者,国家高技术研究发展计划863课题负责人,四川省第十一批学术及技术带头人;消化道肿瘤外科学专家,临床方面主要从事消化道肿瘤外科工作,积极推广胃癌规范化手术。在国际上首例报道了同时从胃癌原代细胞及患者外周血中分离鉴定出胃癌肿瘤干细胞,发表在Cell Research杂志。胡建昆教授团队针对胃印戒细胞癌的精准医学研究筛选出了CLDN18-ARHGAP26/6融合基因,而靶向CLDN18-ARHGAP26/6融合基因可能有利于提高胃癌化疗敏感性,从而有利于治疗胃癌,发表在Nature Communications杂志上。开展了胃癌外科循证医学研究,积极推动和开展胃癌外科领域的前瞻性临床研究。作为项目负责人主持消化道肿瘤临床及基础科研项目10余项。承担了国家863项目、国家教育部新世纪优秀人才支持计划、国家“十一五”科技支撑计划(子课题)、国家自然科学基金面上项目、四川省科技创新团队等项目的研究。研究方向主要以胃癌的发病机理、微创治疗和胃肠肿瘤干细胞为重点。胡建昆教授以(共同)第一作者/通讯作者发表SCI论文98篇,影响因子累计398,总他引1202次,单篇最高87次。培养博士后及研究生35人。曾获国家科技进步二等奖、四川省科技进步一等奖。中国抗癌协会胃癌专委会常委、四川省肿瘤学会胃癌专委会主任委员、中国抗癌协会胃癌专委会外科学组副组长、中国医师协会外科医师分会微创外科医师委员会副主任委员、中国医师协会内镜医师分会腹腔镜外科专业委员会副主任委员、中国研究型医院协会机器人与腹腔镜外科专业委会副主任委员。


共同通信作者




许恒,四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室研究员、博士生导师、四川大学华西医院精准医学中心副主任、国家“千人计划”青年项目学者、国家自然基金委优秀青年、四川“千人计划”学者、中国药理学协会药物基因组分会常委、中国医药生物技术协会精准医疗分会委员、任国际Faculty1000评价体系Pharmacology & Drug Discovery领域推荐专家(Associate Faculty Member)。主要研究方向为精准医学领域的医学遗传学和药物基因组学。研究主要以临床—基础—临床的思路,从临床疾病和患者样本入手,对相关的基础生物学实验、生物信息学分析、生物统计学分析,以及基础医学(如药理学)进行交叉学科转化研究。在基因组、表观遗传和肠道微生物等水平寻找肿瘤等疾病的相关变异,为肿瘤等疾病的早期防治、相关靶向药物开发和精准用药等提供候选生物标志物和靶点。研究成果已发表在Nature Genetics、Journal of Clinical Oncology、Journal of National Cancer Institute、Nature Communications等SCI期刊上。课题组还承担“十三五”重点研发计划“精准医学研究”子课题、自然基金面上项目等多项基础科研项目。


共同通信作者




彭勇,四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室教授,博士生导师;中组部“万人计划”创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才、四川省千人计划入选者、四川省学术与技术带头人、四川省卫计委学术带头人、成都市“蓉漂计划”高层次创新人才、四川省肿瘤靶标与创新药物研究团队负责人。从事功能基因组学研究,聚焦于肿瘤靶标发现和创新药物研发;研究成果以第一或通讯作者在Cancer Cell、Molecular Cell、Nature Communications、PNAS、Hepatology、Cell Research、Cancer Research、Cell Death & Differentiation等期刊发表。目前主持国家自然科学基金面上项目2项、国家重点研发计划项目子课题2项;担任Molecular Cancer、Cancer LettersCellular and Molecular Life Sciences等SCI期刊编委。


共同第一作者




舒洋,助理研究员,四川大学生物治疗国家重点实验室博士后,博士毕业于中国科学院大学遗传学专业。主要从事肿瘤高通量测序数据分析。目前以第一或通讯作者在Nature Communications等杂志发表SCI论文13篇,此外还参与专著编写2部。作为项目负责人主持国家自然科学基金青年基金在内的课题2项。


共同第一作者




张维汉,讲师,外科学博士,四川大学华西医院博士后,博士毕业于四川大学华西医院临床医学院,导师为胡建昆教授,博士毕业后留校工作至今,主要研究方向为胃癌外科治疗,胃癌的基因组学研究,目前以第一作者及共同第一作者在国际学术期刊发表SCI论文18篇,最高影响因子11.87,参编专著2部,授权实用新型专利1项,作为项目负责人获批包括国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金在内课题研究3项。


共同第一作者




侯倩倩,助理研究员,生物化学与分子生物学博士,四川大学华西医院肿瘤生物治疗研究室博士后,博士就读于四川大学生物治疗国家重点实验室,师从许恒教授。目前荣获中国博士后科学基金第65批面上资助,参与多项国家级科研课题的研究工作。


共同第一作者




赵林勇,外科学博士,毕业于四川大学华西临床医学院,在站博士后,主要从事胃癌相关的基础与临床研究;主持省部厅等各级课题4项,以第一作者发表B刊2篇、共同第一作者发表A刊1篇。



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本文编辑:张 敏

本文排版:陈红梅 张洪雪

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