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检查单解读日前，《PNAS》杂志在线发表了北京大学生命科学学院生物动态光学成像中心谢晓亮、白凡课题组与北大 肿瘤 医院王洁团队合作的研究结果。他们通过单细胞基因测序手段首次报道了对于癌症病人单个外周血循环 肿瘤 细胞的全基因组、外显子组测序结果，此项研究对于揭示癌症转移的分子机制具有重要意义，同时还为无创癌症诊断提供了一种新的技术手段。 上海中医药大学附属曙光医院东院生殖医学中心童国庆
肿瘤 的转移是导致癌症病人死亡的主要原因。早在 1896 年，澳大利亚籍医生 Ashworth 首次在癌症病人血液样品中观察到循环 肿瘤 细胞（Circulating Tumor Cell, CTC）的存在。在 肿瘤 转移过程中，癌细胞从原发 肿瘤 脱落，进入血液或淋巴循环系统，其中一些具有高度转移潜能的 肿瘤 细胞在循环系统中存活下来，成为循环 肿瘤 细胞，并进一步发展为远端器官转移 肿瘤 。循环 肿瘤 细胞是 肿瘤 发生远处转移的必经步骤，因此在外周血中检测到 肿瘤 细胞预示着有发生 肿瘤 转移的可能。
近些年来，对于癌症病人血液中 CTCs 的计数已逐渐用于癌症治疗的疗效评估。如果能对 CTCs 进行基因组分析将有助于我们更好地了解 肿瘤 转移的生物学机制；同时，作为一种非侵袭性的检测手段， CTCs 的基因组分析还可以为疗效评价、预后判断以及个体化治疗提供及时可靠的依据。然而，由于循环 肿瘤 细胞在病人外周血中存在的数量极其稀少，对其进行基因组测序具有较大难度。
在此项研究中，研究人员使用了哈佛大学谢晓亮组最新发明的多重退火和环化循环的扩增技术（MALBAC）成功实现了对于来自癌症病人外周血单个循环 肿瘤 细胞的全基因组扩增和深度测序。MALBAC技术具有基因组扩增均匀，覆盖率高等众多优势，从而使得研究人员可以在单个细胞水平准确探测全基因组基因拷贝数变异（CNVs）和单核苷酸变异（SNVs）。
研究人员重点研究了 肺癌 患者外周血循环 肿瘤 细胞的分子特性。在来自众多 肺腺癌 患者和小细胞 肺癌 患者的循环 肿瘤 细胞中，成功检测到与癌症发生发展相关密切的原癌基因和抑癌基因上的重要单核苷酸变异和插入/缺失。单细胞水平 CTCs 的基因突变的检测避免了反复穿刺活检给病人带来的伤害和痛苦, 并能及时地提供个体化治疗所需的重要信息，例如导致癌症转移过程中发生表型转换的重要突变，以及癌症治疗过程中产生耐药性的重要突变。
研究过程中研究人员意外地发现来自同一个病人的不同 CTC 都展现出高度一致的全基因组拷贝数变化模式，和同一病人的转移位 肿瘤 组织的拷贝数变化模式一致。这种现象在 肺腺癌 和小细胞 肺癌 的病人中都得到了验证。此外，在不同的 肺腺癌 病人中， CTC 展现的全基因组拷贝数变化模式具有高度的相似性。 肿瘤 的异质性长期以来被当作是恶性 肿瘤 的重要特征。 首次在 CTC 中观察到的高度一致的拷贝数变异模式将会改变传统上对 肿瘤 异质性的理解，揭示了特定的拷贝数变异在 肿瘤 形成及转移中发挥了重要的作用。
进一步研究发现，小细胞 肺癌 患者的拷贝数变异模式与那些 肺腺癌 患者明显不同，展现出癌种之间一定的特异性。这种特异性可能跟 肿瘤 发展、转移所处的微环境相关。这项发现为将来基于 CTC 拷贝数变异来进行癌症病人分型提供了理论基础。
北京大学生物动态光学成像中心白凡副研究员、中心主任谢晓亮教授以及 肿瘤 医院王洁教授及为该论文的共同通讯作者。倪晓晖博士和在读研究生苏哲、高妍是这篇论文的并列第一作者。该项研究得到了北京大学 985 临床医院合作专项经费、青年千人计划科研启动经费以及国家杰出青年基金的支持。
原文检索：
Xiaohui Ni, Minglei Zhuo, Zhe Su, Jianchun Duan, Yan Gao, Zhijie Wang, Chenghang Zong, Hua Bai,Alec R. Chapman, Jun Zhao, Liya Xu, Tongtong An, Qi Ma, Yuyan Wang, Meina Wu, Yu Sun,Shuhang Wang, Zhenxiang Li, Xiaodan Yang, Jun Yong, Xiao-Dong Su, Youyong Lu, Fan Bai,X. Sunney Xie, and Jie Wang. Reproducible copy number variation patterns among single circulating tumor cells of lungcancer patients . PNAS, December 9, 2013; doi:10.1073/pnas.1320659110
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