29年只研究一個人！神奇的中美聯合項目

　　 最近，一篇刊登在Nature Communications的研究報告引起了業內人士的廣泛關注。來自中國華大（BGI）和美國國家癌癥研究所（NCI）的研究人員公開了一項最新的研究成果，揭示了一位慢性淋巴細胞白血病（CLL）患者患病期間染色體模式的改變。令人震驚的是，這一看起來并不復雜的研究著實進行了29年。遠在合作伙伴BGI成立之前，NCI就已經開始對這位患有CLL的女士進行跟蹤研究。

　　這篇發表于Nature Communications的研究顯示，隨著時間的推移，腫瘤在緩慢的生長階段逐漸發展并在治療后經歷了快速的變化。在腫瘤發展過程中，其基因的表達發生了涉及細胞增殖，遷移，分化和免疫應答等諸多方面的各種變化。

　　該研究所描述的患者最初在1972年被診斷為CLL，當時她已經47歲。在她患病的第16年，第22年和第23年，這位勇敢的美國女性共接受了三次細胞毒性藥物苯丁酸氮芥的化療。在患病29年之后的2001年，這位勇敢的美國女性最終死于CLL。

　　雖然跟蹤采樣已經結束，但是科學家們對這位CLL患者長時間內基因表達變化的研究卻遠未結束。在她患病的第8和第28年之間，研究人員于不同時間點收集了這位病人的腫瘤樣本并應用SNP微陣列技術對其進行了分析。同時，研究人員對該病人進行了大量的全基因組測序與冷凍淋巴細胞的全基因組單細胞DNA / RNA測序分析。

　　第一次測試的檢測結果顯示，通過最初的治療，該CLL患者體內13號染色體長臂1區4帶（13q14）和6號染色體長臂(6q)缺失以及12號染色體長臂(12q)擴增的癌變細胞克隆已經基本清除。

　　研究人員在該患者疾病的早期階段檢測到了13q14中的2MB基因的缺失，在第一次和第二次化療之間，這位患者13q14中又出現了12MB基因的純合缺失。這種更大范圍的純合缺失導致腫瘤抑制因子RB1的完全喪失，研究人員認為這可能是導致患者病情進一步惡化的直接原因。

　　單細胞RNA-seq的實驗結果顯示該患者體內FOS，JUN和KLF4三個基因的初始表達上調，在13q14大范圍缺失的同時，這三個基因的表達量進一步上升。

　　第二次化療之后，患者癌細胞的表達譜則變得更為多樣化。盡管第二次化療在短期內緩解了病人病情，但癌細胞內各基因的具體表達模式再次變得類似于早期CLL的表達模式。包括B細胞受體，EGFR，ERKs和NF-κB在內的多種信號通路也隨疾病的進展發生了不同的變化。

　　研究人員使用一種稱為Monocle的算法分析了基因表達發生的短暫變化。此外，該研究的主要作者，NCI的Michael Dean在聲明中表示：“在初始治療后的16年中，患者基因拷貝數變異模式的頻繁變化表明癌細胞具有高度適應性。

　　雖然樣本數量的問題在很大程度上限制了該研究的說服力，但研究人員仍然強調，該研究是“迄今為止單個白血病患者最為詳細并且最為廣泛的遺傳分析”。在29年的研究周期中，研究人員通過對單細胞和大量細胞的多DNA和RNA測序方法首次闡明了CLL患者患病和治療期間的多種基因表達變化。“現在，我們可以基于這一研究結果對腫瘤的不同發展階段進行分類，以更加深刻的方式研究腫瘤的發展與進化。”研究人員補充說道。