難以獲得和分析標本，致癌機制和基因組異常基本不清楚

國家癌癥中心(NCNC)8月17日宣布，通過使用腹膜傳播的腹水細胞進行全基因組分析，闡明了骨骼型胃癌的基因組異常特征。 這項研究由慶應義塾大學研究所細胞信息學部主任Hiroyuki Mano博士、基礎臨床研究核心中心藥物發現目標和種子部研究員Hiroki Sasaki博士和慶應義塾大學醫學院病理學系教授Yaei Kanai博士領導的研究小組進行。 該研究結果已在線發表在《自然-癌癥》上。

骨骼型胃癌是一種惡性腫瘤，癌細胞廣泛侵入粘膜下層，診斷時常引起腹膜擴散和腹水，與胰腺癌一起被認為預后最差。 在骨骼型胃癌中，腫瘤細胞采取分化不良或環狀細胞的形式，侵入粘膜下層并引起周圍基質的明顯纖維化。 盡管對胃癌整體和彌漫性胃癌的基因組分析已有報道，但由于外科手術不多，即使有標本，也是高纖維化和低癌細胞含量，所以骨骼型胃癌的基因組畸變和致癌機制在很大程度上仍是未知數。

利用胃癌患者腹膜傳播的腹水細胞建立細胞系，并對98例進行分析

為了獲得高度純化的樣本，研究小組對胃癌腹膜播散引起的癌性腹水患者的腹水進行了癌細胞純化并建立了癌細胞系，并對這些樣本進行了全面的多組學分析，包括全基因組分析，以闡明骨骼型胃癌的發病機制并確定治療目標。

在這項研究中，我們從一名因胃癌腹膜播散而出現腹水的患者身上收集了腹水液，并純化了癌細胞，建立了細胞系。 結果，獲得了98份腹水衍生的癌癥樣本：39份來自只接受純化癌細胞的患者，22份來自只接受癌細胞系的患者，37份來自同時接受兩者的患者。

這些樣本和同一患者的配對外周血一起被用來制備全基因組分析的基因組DNA。 對于純化的癌細胞和細胞系，還準備了RNA并使用下一代測序儀進行測序。 對于那些有細胞系的病例，進行了表觀基因組分析，包括綜合甲基化分析和綜合增強子分析，以進行綜合解釋。 這些病例中約有90%具有分化不良的癌細胞、環狀細胞陽性、彌漫性侵襲和腹膜首發轉移等綜合特征，被認為是所謂的骨骼型胃癌。

受體酪氨酸激酶-RAS-MAPK通路中致癌突變的高發率

有趣的是，全基因組分析顯示，受體型酪氨酸激酶-RAS-MAPK通路中的致癌突變(擴增)頻率很高，該通路是細胞增殖的關鍵調節器。 在這些基因中，KRAS(占所有病例的19.4%)、FGFR2(11.2%)、MET(7.1%)、ERBB2(5.1%)和EGFR(4.1%)被發現高度擴增(>10拷貝)。 此外，在兩個病例中發現了肺癌中的EML4-ALK融合基因，在一個病例中發現了甲狀腺癌中的AGK-BRAF融合基因。 這些基因的擴增和融合占所有病例的50%，表明染色體異常在骨骼型胃癌的發病機制中起主要作用。 此外，在11.2%的病例中還觀察到KRAS基因被點突變(氨基酸替換)激活，并與上述基因的高擴增相互排斥。

針對其中許多異常情況的分子靶向療法已經被開發出來并實現商業化。 在這項研究中，我們將含有EML4-ALK、MET和FGFR2基因異常擴增的細胞系接種到小鼠腹腔，并分別用ALK抑制劑(alectinib)、MET抑制劑(capmatinib)和FGFR2抑制劑(infigratinib)口服治療。 觀察到腹膜傳播的迅速消失。

以TEAD抑制劑為模型的小鼠腹膜傳播可抑制癌細胞生長

另一方面，根據綜合RNA分析得到的基因表達譜，對樣本進行分層聚類，將整個樣本分為兩大組。 對區分兩組的基因進行搜索發現，參與EMT的基因是兩組之間最明顯的。 事實上，在EMT中發揮重要作用的TGF-β途徑的基因在 "EMT組 "中被發現上調，而在 "非EMT組 "中沒有。

有趣的是，TEAD1和WWTR1(TAZ)是Hippo途徑的轉錄因子，調節細胞增殖和器官大小，在EMT組也被特異性地上調。 為了研究TEAD抑制的治療效果，我們使用EMT組的細胞系建立了小鼠腹膜擴散模型，并口服TEAD1-4抑制劑，抑制了癌細胞的生長。 同時使用TEAD抑制劑和MAPK通路抑制劑能誘導更強的癌細胞死亡。

期待在癌癥基因小組測試和分子靶向治療的發展中得到實施

研究結果揭示了骨骼型胃癌的詳細基因組異常。 特別是，受體酪氨酸激酶-RAS-MAPK途徑中的基因高度擴增是其特點。 小鼠實驗還證實了一些分子靶向藥物的療效，這可能導致在類似患者中實施癌癥基因小組測試，并開發分子靶向療法。 該研究小組說："抑制TEAD途徑也可能被開發為治療骨骼型胃癌的一種全新的治療劑。