在一項新的研究中，英國研究人員發現了兒童腎癌維爾姆斯腫瘤（Wilms' tumour）的最早遺傳根源。通過比較來自正常腎臟組織和腫瘤的基因組序列之后，他們鑒定出看上去正常的腎臟組織塊實際上攜帶導致維爾姆斯腫瘤的DNA變化。相關研究結果發表在2019年12月5日的Science期刊上，論文標題為“Embryonal precursors of Wilms tumor”。
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這項研究揭示了一種癌癥可以在生命的最初幾周內形成的新途徑，在這種途徑中，早期的細胞獲得與癌癥相關的修飾，并且在腎臟發育時增殖。了解這種癌癥的根源有望改善治療，并有助阻止維爾姆斯腫瘤復發。這一發現還增加了有朝一日有可能在腫瘤產生之前篩查這種癌癥的可能性。
兒童腎癌很少見。維爾姆斯腫瘤是兒童腎癌的最常見類型，主要影響五歲以下的兒童。它在英國每年診斷出大約80例。十分之九的病例可以通過外科手術去除受影響的腎臟，同時進行化療，有時還進行放療，就可被治愈。通常而言，這種癌癥僅影響一個腎臟，但是在大約10％的病例中，兩個腎臟都受到影響。據推測，維爾姆斯腫瘤的病因是在生命最初幾周內的腎臟發育過程中，一個細胞出現了“差錯”。
這項研究是首次將健康的腎臟組織與維爾姆斯腫瘤組織進行比較，并使用比較基因組分析來研究這種疾病的病因。這些研究人員從位于英國劍橋市的阿登布魯克醫院（Addenbrooke's Hospital）和位于英國倫敦市的大歐蒙街兒童醫院（Great Ormond Street Hospital）收集了66例維爾姆斯腫瘤組織樣本和163例正常腎臟組織樣本。他們對來自這些樣本的DNA進行了測序，從而構建出229個全基因組序列，并對這些序列進行分析，以鑒定腫瘤與正常組織之間的遺傳變化。
他們發現在三分之二患有維爾姆斯腫瘤的兒童中，正常腎臟組織和腫瘤組織都存在與這種疾病相關的DNA變化。這使得他們可以專注于研究一群遺傳異常的細胞，不過當在顯微鏡下觀察時，這些細胞看起來是正常的。
他們發現這群遺傳異常的細胞是由單個發生抑制H19基因的DNA變化的搗亂細胞（rogue cell）產生的。在正常情形下，H19基因的功能是確保細胞有序生長。這種特定的DNA變化就是所謂的表觀遺傳變化：部分DNA密碼對細胞是“不可見的”，而不是人的DNA發生物理變化。這種表觀遺傳變化“關閉”H19基因，這就使得細胞能夠快速生長為腎臟組織中的癌前團塊（pre-cancerous patch），從而引起維爾姆斯腫瘤。
論文第一作者、英國韋爾科姆基金會桑格研究所的Tim Coorens說，“我們發現的一個很好的類比是維爾姆斯腫瘤不僅僅是在維護良好的土壤上的一顆孤立的雜草。我們發現這顆雜草在土壤下面有強大的根。如今我們知道我們需要尋找它的根已扎牢的那一塊土壤。如果我們除去那一塊土壤，這種雜草就不會再長出。”
由于存在復發的可能性，維爾姆斯腫瘤通常通過切除整個腎臟來治療。大多數人只能用一個腎臟過相對正常的生活，但是在10%的維爾姆斯腫瘤病例中，這種腫瘤影響患者的兩個腎臟，將它們都切除將會給患者的生活帶來變化。
論文共同作者、英國倫敦大學學院大歐蒙街兒童健康研究所小兒腫瘤學教授Kathy Pritchard-Jones博士說，“治療維爾姆斯腫瘤的外科手術通常需要切除整個腎臟，以確保不會留下任何腫瘤。然而，一些兒童需要更精確的外科手術來保留他們的腎臟功能，特別是當兩個腎臟都存在腫瘤，或者產生進一步的腫瘤的遺傳風險增加時。這項研究有助于我們了解維爾姆斯腫瘤是如何開啟的，并且為有較高風險形成新腫瘤的腎臟組織提供一種標志物。我希望我們在未來能夠開發出針對這些異常組織塊的治療方法，而不必切除一個或兩個腎臟。”
這些發現不僅改變了我們治療維爾姆斯腫瘤的方式，也為將來有朝一日篩查這種癌癥以及類似癌癥打開了大門。
論文通訊作者、韋爾科姆基金會桑格研究所的Sam Behjati博士說，“更一般地說，發現維爾姆斯腫瘤的遺傳根源標志物標志著我們對這種特定癌癥和其他的兒童癌癥的理解發生了轉變。我們的發現與我們對威爾姆斯腫瘤的現有認識大相徑庭，這是因為我們從未期望在看起來正常的組織中找到癌癥的根源。這甚至可能為我們開始考慮預防兒童期癌癥鋪平了道路。”