病毒和癌症:DNA測序揭示了惡性腫瘤樣品中的病毒成分

艾德醫訊 發佈 2020-02-07T19:39:19+00:00

「在分析整個癌症基因組時,我們發現的痕跡中的病毒痕跡比僅基於研究RNA的早期研究要多得多。儘管如此,我們仍無法證實其他人仍與未知病毒有關的普遍推測。與癌症「,說首席研究員彼得·利希特爾,總結研究的結果。「但是,在許多情況下,我們現在對病原體如何引起細胞惡性突變有了更清晰的認識。」

德國癌症研究中心的科學家系統地研究了來自38種癌症患者的2,600多個腫瘤樣本的DNA,以發現病毒痕跡,他們在所研究樣本的13%中發現了病毒。研究人員還確定了病原體用於觸發DNA致癌突變的機制。這項工作是國際癌症基因組聯盟(ICGC)發起的全基因組全癌基因分析(PCAWG)的一部分。

世界衛生組織(WHO)估計,所有癌症中有15%以上直接或間接歸因於傳染性病原體。里昂國際癌症研究機構(IARC)已將11種不同的病原體(病毒,細菌和蠕蟲)歸為致癌物質,並估計十分之一的癌症與病毒有關。全世界每年僅由人乳頭瘤病毒(HPV)引起的癌症就有640,000種。

由德國癌症研究中心(DKFZ)的彼得·利希特(Peter Lichter)領導的國際基因組研究人員團隊現已發表了一篇新論文,以提供有關哪些病毒在哪些癌症中起作用的精確概述。研究人員還尋找了以前與致癌作用甚至完全未知的病毒。

本研究的主要作者,DKFZ的馬克·扎帕特卡(Marc Zapatka)解釋說:「與癌症有關的病毒問題與醫學密切相關。」 「由於與病毒有關的癌症,真正的預防是可能的:如果發現了致癌病毒,就有機會避免被疫苗感染,從而預防癌症的發展。」

目前的工作是泛癌全基因組分析(PCAWG)的一部分,該聯盟由1300多名研究人員組成,旨在確定哪些基因突變或DNA突變模式在幾種類型的腫瘤中起作用。為了進行這項薈萃分析,他們對來自38種不同類型癌症的2600多個腫瘤基因組的測序數據進行了全面的生物信息學分析。

DFKZ小組在356名癌症患者中發現了總共23種不同病毒類型的痕跡。不出所料,最常見的已知腫瘤引發和生長的病毒驅動因素是:愛潑斯坦-巴爾病毒(EBV)的基因組,已知會引起多種不同類型的癌症,尤其是淋巴瘤,胃和鼻咽癌;被調查的癌症基因組中有5.5%被發現。在330例肝癌中有62例發現了B肝病毒(HBV)DNA。

研究人員主要在宮頸癌(研究的20例癌症病例中的19例)和頭頸部腫瘤(57例中的18例)中發現了人類乳頭瘤病毒,最常見的是HPV16。

他們能夠排除與癌症的聯繫,因為對於某些檢測到的病毒類型而言,這種聯繫的可能性很小。因此,例如,腺病毒和杆狀病毒通常在分子生物學領域中用作研究工具,因此發現的序列可能是由於污染造成的。

在少數情況下,研究小組發現了其他已知會引起癌症的病毒,例如腎癌中的逆轉錄病毒。有時在正常感染的組織類型的腫瘤中發現其他病原體,例如胃癌中的巨細胞病毒。儘管進行了全面的生物信息學分析,但是研究人員並未發現任何完全未知的病毒。

在一些與HPV和EBV相關的腫瘤中,研究人員觀察到,這些癌症類型的細胞正常生長所依賴的特徵性驅動子突變缺失了:病毒的存在可能通過其他因素支持了惡性細胞的變性。

發現病毒整合入宿主基因組是導致由病毒特別是HVB和乳頭瘤病毒引起的突變的最重要機制。「我們經常觀察到HPV DNA整合到端粒酶啟動子中:這種遺傳開關控制'永生酶'端粒酶的產生,並在許多類型的癌症中發生突變。我們現在表明,病毒整合也可以導致這種遺傳開關的激活。並因此可以使細胞永生。」 Marc Zapatka解釋說。

DKFZ研究人員認為,針對病毒的細胞防禦是導致被感染細胞DNA突變的另一個關鍵機制:該細胞使用其APOBEC蛋白攻擊危險病毒的DNA,但這通常也會導致細胞自身基因組的突變。結果,例如在HPV感染後可能會出現子宮頸癌和頭頸部腫瘤。

「在分析整個癌症基因組時,我們發現的痕跡中的病毒痕跡比僅基於研究RNA的早期研究要多得多。儘管如此,我們仍無法證實其他人仍與未知病毒有關的普遍推測。與癌症 「,說首席研究員彼得·利希特爾,總結研究的結果。「但是,在許多情況下,我們現在對病原體如何引起細胞惡性突變有了更清晰的認識。」

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