泛癌症圖譜，打破臨床腫瘤學困境的新希望
一般來說，我們通常會根據癌變所在的組織對癌症進行分類，例如乳腺癌、胃癌、肝癌等等。2012年，在加利福尼亞州聖克魯茲召開的一次會議上，醫學研究者發起了一項名為泛癌症計劃（Pan-Cancer Initiative）的合作，試圖從分子特徵這樣一個新的角度對癌症進行研究。分析結果顯示，始於不同器官的癌症實際上在分子水平上具有共同之處，而源自相同組織的癌症可能具有非常不同的基因組圖譜。
生長的癌細胞（紫）被健康細胞（粉紅）包圍，說明了原發性腫瘤通過循環系統傳播到身體的其他部位。|圖片來源：Darryl Leja / NHGRI
現在，泛癌症計劃發布了一項更大規模的基因組和分子數據的分析結果，這些數據源自於11,000多例腫瘤患者所患有的33種最普遍的癌症類型，繪製出了一張泛癌症圖譜（Pan-Cancer Atlas），成為比癌症基因組圖譜（TCGA）更為全面、深入的升級版。TCGA是美國國家癌症研究所（NCI）和美國國家人類基因組研究所（NHGRI）一項共同協作計劃，該計劃的總經費超過3億美元，涉及到20多個研究機構和150多名研究人員的超過10年的努力。泛癌症圖譜就是這項計劃的終極研究成果。
泛癌症圖譜（Pan-Cancer Atlas）是迄今為止最全面的交叉癌症分析，癌症基因組圖譜（TCGA）計劃的最終成果。|圖片來源：UCSC
泛癌症圖譜的三大組成
泛癌症圖譜關注的不僅是癌症的基因組順序，同時還關注不同類型的數據分析，例如調查基因和蛋白表達圖譜，再將它們與臨床數據相結合。它總結了TCGA所完成的工作，並以27篇論文的形式發表在《細胞》及其旗下的《癌細胞》、《細胞報告》以及《免疫》雜誌上。
《細胞》雜誌封面圖：|圖片來源：Cell
泛癌症圖譜主要被分為三個類別，分別是腫瘤細胞的起源、致癌的過程和致癌的途徑。每個類別都有一篇概述其核心結果的綜述論文被發表在《細胞》雜誌上，再伴隨多篇對不同主題的深入探討論文。
在第一篇綜述論文中，作者總結了一組使用分子聚類技術得到的分析結果，該技術通過對正在表達的基因、腫瘤細胞中染色體異常的數目、和DNA修飾等參數對腫瘤進行分組。論文的研究結果表明，腫瘤類型可以根據它們的細胞來源歸類，這加強了我們對腫瘤組織的來源會如何影響癌症特徵的理解，並可能啟發對各種癌症類型更具體的治療方案。
第二篇綜述論文寬泛地介紹了TCGA對導致癌症發展的過程研究中的發現。具體來說，這些發現確定了三個關鍵的致癌過程：生殖細胞的遺傳突變和體細胞的後天突變；腫瘤的基礎基因組和表觀基因組對基因和蛋白質表達的影響；以及腫瘤與免疫細胞間的相互作用。這些發現將有助於優先開發針對各種癌症的新療法和免疫療法。
第三篇綜述論文詳細介紹了TCGA對控制細胞周期進程、細胞死亡和細胞生長的信號通路中的基因組改變的研究，揭示了這些過程在一系列癌症中的相似性和差異性。他們的研究結果揭示了癌症的新潛在弱點，這將有助於聯合治療和個性化醫療的研發。
全面分析的意義
研究某種癌症與其他疾病的相關性具有真正的臨床意義。在某些情況下，研究人員可以借鑒從已知疾病中獲得的臨床經驗，將它們應用於治療方法尚不明確的癌症上。現在，全世界的臨床醫生和研究人員都可以通過TCGA的網站對這些分子分析和亞型結果進行訪問。
通過各個研究團隊對全套TCGA腫瘤數據進行的全面分子分析，結果顯示，33種按癌變部位定義的癌症類型，可根據它們的細胞和基因構成被重新分類為28種不同的分子亞型。近三分之二的亞型都含有許多不同的傳統意義上根據組織分類的癌症種類，其中最高的可多達25種。值得注意的是，這25種癌症患者的免疫反應的激活表現出非常強的特徵。這種發現意味著，分子鑒定或許有助於將某一種癌症類型的特定免疫療法，也應用於其他癌症類型的患者。
這一全面的終極TCGA泛癌症圖譜分析，將為未來的癌症研究工作和臨床試驗提供新的基礎。並能激勵臨床腫瘤學家去獲取新診斷以及複發性腫瘤的基因組學特徵。如果腫瘤能在第一時間通過基因組和分子組成被分類，那麼患者將得到最好的治療機會。
第一波交叉腫瘤比對完成於2013年9月，研究人員分析了12種腫瘤圖譜。雖然大多數腫瘤最終仍是根據它們的起源組織歸類的，但在這些分組中，他們發現了一些共同的DNA、RNA和蛋白質信號。這標誌著不同類型的癌症之間的相似之處。於是，他們決定做一個更加全面的比對。
在2014年的一篇泛癌症論文中，研究人員通過對腫瘤分子數據進行統計分析，將腫瘤分類為亞型。儘管大多數癌症亞型與其組織來源相符，但有一些亞型是由起源於不同的身體部位的腫瘤組成。2014年的研究表明，根據新的分子分類，每10個癌症患者中就有1個可以因分子分類法而被歸類於不同的癌症類型，這種差異或許能對患者應該使用哪些類型的治療方案或臨床試驗產生影響。
分子分析還讓研究人員發現用於其他疾病的藥物或許也對對抗一些新分類的癌症有效。例如有研究團隊發現，通常出現在加劇類風濕性關節炎中的分子途徑的激活，也出現在一兩種新定義的癌症亞型中。因此，藥物研究者或許可以重新調整用於治療非惡性慢性疾病的藥物的用途，因為研究人員將具有探索這種新的治療方案的分子基礎。
腫瘤圖譜
這幅泛癌症圖譜就像是癌症研究的谷歌地圖，為研究人員提供可視化的數據。新的TCGA數據為增強免疫系統以遏制癌症而制定的治療方案帶來了啟示，其中包括目前對幾種典型癌症類型已顯示出近乎奇蹟般結果的免疫療法。
UCSC腫瘤圖普，幫助研究人員觀察在TCGA數據中發現的主要模式，包括腫瘤細胞的來源、分子組織、「幹細胞特性」或分化狀態、特定改變的遺傳路徑，以及腫瘤的免疫系統組成部分。|圖片來源：UCSC Interactive Tumor Map
作為迄今為止最全面、獨特且統一的癌症分析，泛癌症圖譜為腫瘤在人體內如何、何處以及為何出現，提供了一個相互關聯的獨特而全面深入的理解，它將成為精準醫療研發新療法所需的重要資源。它呈現了癌症的全貌，也點燃了研究人員可以最終理解癌症之複雜性的希望。而讓所有學者和公眾都能通過這個新的門戶而接觸供這些豐富的數據，無疑是對全人類所做的一次傑出貢獻。
新的癌症分類或許就能打破長期以來臨床腫瘤學所面臨的困境。我們甚至可以認為，泛癌症圖譜的出現標誌著是時候對癌症教科書進行改寫了。
參考來源：
https://news.ucsc.edu/2018/04/pan-cancer-atlas.html
https://xenabrowser.net/datapages/?hub=https://pancanatlas.xenahubs.net:443
https://www.nih.gov/news-events/news-releases/nih-completes-depth-genomic-analysis-33-cancer-types
http://www.cell.com/pb-assets/consortium/pancanceratlas/pancan/index.html
https://tumormap.ucsc.edu/?pg=homePage
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