2020年2月5日にNatureが発行するジャーナルで、全ゲノムシーケンスと癌の統合分析に関するICGC / TCGAコンソーシアムの記念碑的な努力から生まれた21のオープンアクセス研究論文が同時にオンラインで公開された ：Nature Communications（8）、Nature（6）、Nature Genetics（5）、Nature Biotechnology（1）、およびCommunications Biology（1）。 この作業は、全ゲノムの汎癌解析（PCAWG）として知られる37か国の1,300人を超える科学者と臨床医の国際協力に基づいている。 この取り組みには、38種類の腫瘍タイプの2,600を超えるゲノム解析が含まれ、原発癌ゲノムの膨大なリソースが作成された。
この中心的論文は、「全ゲノムの汎癌解析（Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes.）」と題されている。 今回のBioQuickの投稿は、21の論文のもう1つ「2,658の癌の進化の歴史（The Evolutionary History of 2,658 Cancers）」について説明している。 21の論文すべてのタイトルとリンクは、Evolutionary History の記事の説明に従って記載する。 さらに、社説やNews & Views の記事を含む関連記事が最後に記載する。 EMBLの欧州バイオインフォマティクス研究所（EMBL-EBI）および英国のFrancis Crick Instituteの研究者は、38の異なるがんタイプからの2r、600を超える腫瘍の全ゲノムを分析し、癌の発生中のゲノム変化の年代を決定した。 癌は、ゲノムが時間とともに変化する生涯にわたるプロセスの一部として発生する。
加齢に伴い、細胞は細胞分裂後にエラー（変異）を起こさずにゲノムの完全性を維持できなくなる。 このプロセスは、さまざまな遺伝的素因や喫煙などの環境要因によって加速される。 我々の生涯にわたって、これらの変異が蓄積し、細胞が誤ってプログラムされ、癌につながる可能性がある。
科学者たちは、全ゲノムの汎癌解析（PCAWG）として知られる1,300人を超える科学者の国際共同研究の一環として、Nature で研究「2,658癌の進化史（ The Evolutionary History of 2,658 Cancers ）」を発表した。 このプロジェクトの目的は、さまざまな種類の癌を引き起こす突然変異の根底にあるパターンを特定してカタログ化することだ。 このリソースへのアクセスは、腫瘍の進行の理解を支援するだけでなく、早期診断と臨床的介入の可能性を開くための重要な意味を持っている。
EMBL-EBIのグループリーダーであるMoritz Gerstung博士は、次のように述べている。 「これは、癌に見られるいくつかの変化の年齢を推定し、腫瘍がどれだけ進行したかを測定するための基準を提供する。」
研究者らは、汎癌プロジェクトとThe Cancer Genome Atlas（ICGC）のデータを使用して、膠芽腫、結腸直腸および卵巣腺癌を含むいくつかの癌タイプの腫瘍発生タイムラインを作成した。 彼らの発見は、腫瘍の発達が個人の生涯に及ぶ可能性があることを示唆しているため、癌の進行を開始する突然変異は診断の数十年前に発生する可能性があることを示している。
「腫瘍細胞内の染色体数の変化は通常、腫瘍進化の後半に起こることが観察されている。ただし、多形膠芽腫などの場合には、これらの変化は診断の数十年前に起こる可能性がある」と、EMBL-EBIのポスドク研究員の Stefan Dentro 博士は述べた。「通常、細胞は奇数の染色体では非常に長く生存しないが、どういう訳かこれらの細胞は生存する。おそらく何年も後に腫瘍として検出可能性がある。」
早期の癌発見に向けて
「我々は、さまざまな癌の種類にわたる最初の遺伝子変異のタイムラインを開発した」と、フランシスクリック研究所の癌ゲノム研究所の共同リーダーでグループリーダーであるPeter Van Loo博士は語った。 「30以上の癌について、特定の遺伝的変化が発生する可能性があり、いつ発生する可能性があるかがわかった。これらのパターンのロックを解除すると、癌の兆候をより早く発見する新しい診断テストを開発できるようになる 」
癌の原因となる変異の順序と年代を理解することは、最終的に癌細胞に多くの変化が存在するため複雑に見える癌の発生メカニズムを明らかにするのに役立つ可能性がある。 癌の進行中に突然変異が典型的に早期に起こるのか遅く起こるのかを判断できることも、早期発見の指針になる可能性がある。 これにより、スクリーニングの変更セットを定義し、形質転換のさまざまな段階で前癌細胞を検出することが可能になる。
「大部分は、癌の発生は細胞の正常な老化の不幸な結果だ」とGerstung博士は語った。 「病気の分子的進行を完全に理解することは、完全に悪性になる前の早期発見とおそらく治療の標的を特定するための最初のステップだ」
汎癌プロジェクト
全ゲノムの汎癌解析プロジェクトは、37か国の1,300人以上の科学者と臨床医が参加する共同研究である。 38種類の腫瘍タイプの2,600を超えるゲノムの分析を行い、原発癌ゲノムの膨大なリソースを作成した。 これは、癌の発生、因果関係、進行、および分類の複数の側面を研究する16のワーキンググループの出発点であった。 この大規模な取り組みは、Natureジャーナルでの21のオープンアクセス記事と、紹介記事、2つの社説、1つのNews & Views の記事を含む関連論文の同時公開に至った。
これらすべての論文のリストを以下に示す。
画像
癌の進行の始まりを正確に指摘するアーティストの解釈。 （クレジット：Spencer Phillips / EMBL-EBI）
"Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes"
Nature
"Patterns of Somatic Structural Variation in Human Cancer Genomes"
Nature
"The Repertoire of Mutational Signatures in Human Cancer"
Nature
"The Evolutionary History of 2,658 Cancers"
Nature
"Genomic Basis for RNA Alterations in Cancer"
Nature
"Analyses of Non-Coding Somatic Drivers in 2,658 Cancer Whole Genomes"
Nature
"Comprehensive Molecular Characterization of Mitochondrial Genomes in Human Cancers"
Nature Genetics
"Disruption of Chromatin Folding Domains by Somatic Genomic Rearrangements in Human Cancer"
Nature Genetics
"Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes Identifies Driver Rearrangements Promoted by LINE-1 Retrotransposition"
Nature Genetics
"The Landscape of Viral Associations In Human Cancers"
Nature Genetics
"Comprehensive Analysis of Chromothripsis in 2,658 Human Cancers Using Whole-Genome Sequencing"
Nature Genetics
"Butler Enables Rapid Cloud-Based Analysis of Thousands of Human Genomes"
Nature Biotechnology
"Cancer LncRNA Census Reveals Evidence for Deep Functional Conservation of Long Noncoding RNAs In Tumorigenesis"
Communications Biology
"Integrative Pathway Enrichment Analysis of Multivariate Omics Data"
Nature Communications
"Pathway and Network Analysis of More Than 2500 Whole Cancer Genomes"
Nature Communications
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