在最近一次的統(tǒng)計(jì)中，國(guó)際研究團(tuán)體已對(duì)近4000個(gè)個(gè)體癌癥樣本進(jìn)行了測(cè)序，并計(jì)劃到2014年底對(duì)至少2.1萬(wàn)個(gè)以上的腫瘤基因組開(kāi)展研究。這些基因組數(shù)據(jù)集跨越50種不同的癌癥類型涵蓋幾乎機(jī)體內(nèi)的所有器官，通過(guò)鑒別區(qū)分癌細(xì)胞和正常細(xì)胞的主要遺傳改變?yōu)橥ㄏ蚨喾N新的靶向治療選擇開(kāi)啟了大門(mén)。然而到目前為止，幾乎所有的癌癥基因組都來(lái)自包含多種不同細(xì)胞的大腫瘤樣本，這種細(xì)胞塊可能會(huì)掩蓋一些疾病細(xì)微的復(fù)雜性，而這正是許多耐藥和敏感性的基礎(chǔ)。

“開(kāi)始研究癌細(xì)胞群的最好方式是看看在單個(gè)細(xì)胞中發(fā)生了什么，”紐約長(zhǎng)島冷泉港實(shí)驗(yàn)室（CSHL）遺傳學(xué)家Timour Baslan說(shuō)。Baslan上個(gè)月在《自然實(shí)驗(yàn)手冊(cè)》（Nature Protocols）雜志上發(fā)表了一篇實(shí)驗(yàn)方案關(guān)于如何分析單細(xì)胞的拷貝數(shù)變異(Nat. Protoc. 7, 1024–1041, 2012).。

為了實(shí)現(xiàn)在單個(gè)癌細(xì)胞水平上研究癌癥基因組，在2010年10月，總部在加州卡爾巴斯德的Life Technologies公司宣布將給予首個(gè)能夠測(cè)序單個(gè)癌細(xì)胞完整基因組和RNA內(nèi)容物的研究小組100萬(wàn)美金的獎(jiǎng)金。現(xiàn)在，許多的研究人員正在接近這一目標(biāo)。

上個(gè)月在冷泉港實(shí)驗(yàn)室的基因組生物學(xué)會(huì)議上，MD安德森癌癥中心的遺傳學(xué)家Nicholas Navin提交了單細(xì)胞分辨率乳腺癌遺傳學(xué)的新數(shù)據(jù)。此前，Navin曾對(duì)分別來(lái)自兩個(gè)人類乳腺癌病例的100個(gè)單細(xì)胞進(jìn)行了拷貝數(shù)變異檢測(cè)，證實(shí)其中一種腫瘤包含三種不同的細(xì)胞亞群，而另一種是由遺傳上相同的細(xì)胞群構(gòu)成(Nature重大成果：腫瘤單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)，Nature 472, 90–94, 2011)?，F(xiàn)在，Navin改良了他的技術(shù)使得它能夠敏感地檢測(cè)到單個(gè)核苷酸的差異，并且他已經(jīng)在來(lái)自一個(gè)浸潤(rùn)性乳腺癌腫瘤的一組4個(gè)細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)單個(gè)細(xì)胞通常包含數(shù)十個(gè)罕見(jiàn)突變，這些突變采用大型腫瘤測(cè)序方法通常無(wú)法檢測(cè)到。

“我希望這些新工具能夠用于改善診斷和治療，”Navin說(shuō)。

Navin指出：“它們可能會(huì)非常強(qiáng)有力地檢測(cè)到駐留在機(jī)體內(nèi)數(shù)月或數(shù)年的殘余癌細(xì)胞，并指導(dǎo)適當(dāng)?shù)淖魟┗蚧熯^(guò)程。”

單一的想法

同時(shí)冷泉港實(shí)驗(yàn)室的Baslan和其他研究人員在分別來(lái)自化療前后12種乳腺癌腫瘤的100個(gè)細(xì)胞中進(jìn)行了拷貝數(shù)變異篩查。研究人員在會(huì)議上報(bào)告稱在第一個(gè)腫瘤中他們發(fā)現(xiàn)一些人在接受治療后腫瘤獲得了遺傳物質(zhì)，而其他的腫瘤顯示出染色體重排的跡象。盡管利用大型測(cè)序也可能開(kāi)展這樣的分析，“然而這種類型的評(píng)估卻歷來(lái)在癌癥研究中被忽視，”Baslan說(shuō)。

Baslan和他的同事們開(kāi)始研究拷貝數(shù)變異是因?yàn)檫@種方法相比于完整測(cè)序需要較少的原材料，首先單細(xì)胞并沒(méi)有很多的DNA。在今年3月。來(lái)自中國(guó)深圳華大基因組學(xué)中心的科學(xué)家們報(bào)告了一種方法可以將DNA擴(kuò)增300萬(wàn)倍，由此生成了足夠的原材料來(lái)解碼整個(gè)基因組蛋白質(zhì)編碼部分至單個(gè)癌細(xì)胞的單核苷酸水平(Cell頭條：癌癥單細(xì)胞測(cè)序，Cell 148, 873–885, 2012)。

上個(gè)月麻省劍橋博德研究所的新單細(xì)胞基因組學(xué)中心宣布成立，它獲得了來(lái)自微流體技術(shù)公司Fluidigm Corporation的設(shè)備和人員支持，這將使得未來(lái)的單細(xì)胞測(cè)序項(xiàng)目變得更為容易。根據(jù)Fluidigm的總裁和首席執(zhí)行官Gajus Worthington所說(shuō)，新的中心將開(kāi)始聚焦于癌癥干細(xì)胞和循環(huán)腫瘤細(xì)胞。“我們希望研究這些細(xì)胞將會(huì)促成一種新的活檢類型從一開(kāi)始即可確定一種腫瘤是否會(huì)擴(kuò)散或產(chǎn)生耐藥性，”Worthington說(shuō)。