希望能解開癌癥秘密的科學(xué)家們面臨著一項嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。雖然先進的研究工具能使他們深入了解癌細(xì)胞基因組，發(fā)現(xiàn)大量潛在于惡性腫瘤下的DNA改變，然而量化這些改變并不是一項簡單的任務(wù)。

例如，癌細(xì)胞基因組極端混亂，通常伴有全染色體大片缺失或額外拷貝。一些腫瘤細(xì)胞相比于健康細(xì)胞有著幾倍數(shù)量的DNA。此外，研究所用的腫瘤樣本從來都不是100%純粹的——它們總是包含有小部分未發(fā)生遺傳變異的細(xì)胞。而這不過是可使癌癥遺傳變異研究變得復(fù)雜的一部分事物而已。

近日來自美國哈佛-麻省理工博德研究所的研究人員開發(fā)出一種新的計算機方法ABSOLUTE可幫助克服這些復(fù)雜因素。ABSOLUTE是通過相對測量DNA量在絕對（每個細(xì)胞）基礎(chǔ)上計算遺傳改變推斷每個樣本的純度和“倍數(shù)性”（每個癌細(xì)胞中基因組數(shù)目），從而為我們提供了癌癥潛在遺傳變異的更詳實的圖譜。這一研究發(fā)布在4月29日的《自然生物技術(shù)》（Nature Biotechnology.）雜志上。

文章的第一作者、博德研究所癌癥計劃計算機生物學(xué)家Scott Carter說：“大多數(shù)生物學(xué)，包括癌癥都發(fā)生在細(xì)胞中。當(dāng)準(zhǔn)備組織樣品進行分析時，細(xì)胞膜破裂，每個細(xì)胞的數(shù)據(jù)會由此丟失。為了使實際測量的結(jié)果與基礎(chǔ)生物學(xué)關(guān)聯(lián)起來，必須要回歸到細(xì)胞單位。”

大規(guī)模研究通常在數(shù)百或數(shù)千癌癥樣本中篩查DNA改變，因此很難實現(xiàn)直接和精確測定每個樣本的純度和倍數(shù)性。科學(xué)家們迄今采用的都是非直接評估純度和倍數(shù)性的相對DNA改變測量。這種方法可以揭示部分基因組相比其他部分DNA的多寡，但卻不能在每個細(xì)胞的基礎(chǔ)上辨別改變，使得大量有價值的信息被掩蓋。

“你開始著手測量DNA量的相對改變，但為了更好地了解癌癥，你會真的希望了解癌細(xì)胞特異性的改變，”Carter.說。

ABSOLUTE推斷出純度和倍數(shù)性，確保在每個細(xì)胞的基礎(chǔ)上進行測量。這一目前正應(yīng)用于幾個大型癌癥基因組計劃中的新方法也闡明了腫瘤中的細(xì)胞進化與種群結(jié)構(gòu)。文章的資深作者、博德研究所癌癥基因組計算機分析主任Gad Getz說“ABSOLUTE為在細(xì)胞水平上深入了解癌癥潛在的遺傳改變提供了一個新窗口。這一寶貴的工具也使我們對大規(guī)模研究中腫瘤細(xì)胞的構(gòu)成獲得了從所未有的理解。”

在應(yīng)用這一方法之前，科學(xué)家們從包含正常和惡性細(xì)胞的腫瘤樣本中抽提出DNA。采用芯片或DNA測序測量基因組每個位點遺傳物質(zhì)的相對數(shù)量，測量結(jié)果隨局部“拷貝數(shù)”變化（因復(fù)制或缺失導(dǎo)致的額外或缺失DNA）而不同。然后將ABSOLUTE復(fù)雜的統(tǒng)計學(xué)分析應(yīng)用到相對數(shù)據(jù)中，為結(jié)果中數(shù)據(jù)點代表的每個細(xì)胞值提供了一些可能的選擇。

例如，癌癥樣本中的10號染色體有可能出現(xiàn)在相對數(shù)據(jù)中顯示健康細(xì)胞中70%的量，這表明存在缺失。而ABSOLUTE生成的數(shù)據(jù)模型將更有可能的值指定給這部分——為整數(shù)值例如每個細(xì)胞0,1,2或3個拷貝。