天天看點

癌症基因組學的未來:将資料轉化為應用

癌症基因組學的未來:将資料轉化為應用

随着癌症基因組圖譜(the cancer genome atlas)的完成,現在是評估其影響和挖掘資料的時候了,以對癌症生物學和治療獲得更好的了解。2015年2月5日,《自然醫學》(nature medicine)發表題為“the future of cancer genomics”的社論文章,對該項目對癌症研究領域的影響及資料挖掘進行了評估。

在2015年,癌症基因組圖譜(the cancer genome atlas,tcga)将放慢速度,完成美國國立衛生研究院上司的一項最大規模項目。該項目在2006年首先作為試點項目,任務是産生所有類型惡性良性腫瘤變化的綜合全景圖,旨在對癌症生物學獲得新的見解,可能用來開發更好的治療方法。高産的方法偏離了傳統資助的假說驅動項目(hypothesis-driven projects),其捕捉整個癌症變化範圍的高遠目标,最初在科學界受到歡迎,也遭到了質疑。現在是時候來評估tcga并确定它的見解如何用來造福癌症群體。

在資料生成方面,該項目已經取得無可争議的成功。自其成立的近十年以來,總投資共有3.75億美元,tcga包含了來自16個國家150多位研究人員的科學貢獻,征集了來自超過25種不同癌症的100,00份惡性良性腫瘤。它的20位元組資料包括1000萬個突變,到目前為止它們已經發表在tcga研究網絡的17種出版物上,并被數百篇論文引用。這些驚人的數字反映出項目的指數增長,通過樣本收集、測序和分析技術的快速發展,這一切都成為可能。

tcga項目不斷湧現出大量的資訊。tcga資料已被用來尋找新的突變,定義固有的惡性良性腫瘤類型,确定泛癌症的異同,揭示耐藥機制和收集惡性良性腫瘤進化的證據。毫無疑問,我們現在可以通過前所未有的細節來研究癌症,但是我們還不能解釋這種疾病的全貌并闡明其機制。

一些tcga研究人員認為,通過持續尋找新的癌症變化,可以獲得更多的見解。但是,最近的評估強調了獲得癌症測序任務的艱巨:根據背景突變率,為了檢測到1%機率的變化,一些惡性良性腫瘤類型需要超過10,000個樣本的表征。是以,美國國家癌症研究所(nci)癌症基因組辦公室主任louis staudt宣布,tcga研究網絡現在将緻力于運用全基因組測序,擴大三種所選惡性良性腫瘤類型的特征:肺腺瘤、結腸癌和卵巢癌。目的是,發現隻存在于2%惡性良性腫瘤中的變化,以及發現以前可能錯過的變化,例如易位。

這個試點項目還将努力克服過去的财務和後勤障礙。樣品的獲得——tcga的一個最大的财政負擔,現在将配合正在進行的靶向癌症療法臨床試驗,進而使得我們對不同癌症階段的基因型和表型有一個更完整的描述。重要的是,nci将投入資源以確定測序資料的可通路性和正确分析。新發掘的nci genomics data commons将提供一個門戶,為基因組資料使用者提供互動式的支援和最佳方法。本試點研究的結果将确定,一種類似的方法是否會應用到更廣泛的惡性良性腫瘤研究中。

測序仍在繼續,盡管規模較小,但對于解決下一步卻很重要。這将需要新的努力、創造力和來自于癌症患者群體的勇氣,以及資助機構強有力的支援。

tcga資料的轉換已經提出一些挑戰和解決方案。首先,研究人員正在開發更好的計算模型,以在遺傳背景噪聲中,确定相關的變化。這可能會降低資料的複雜性,但是功能性研究必須擴充到遺傳學研究的次元。例如,基因組編輯工具(如crispr-cas9)的最新進展,提供了前所未有的能力,以快速、可擴充的和更具成本效益的方式,來研究遺傳變異。

但是要獲得有意義的見解,我們需要研究複雜和異質性生理性惡性良性腫瘤環境中的遺傳改變。這将需要将細胞系、類器官和患者來源的模型合并到一個流程中,進而進行高通量的遺傳變異功能測試。此外,癌症基因組學和臨床實踐之間的更好整合,将允許我們直接鑒定表型-基因型。

tcga代表癌症研究領域的一項重大貢獻。癌症基因組轉化為機制性見解和未來的治療方法,将其研究結果帶到一個新水準,将開創癌症研究的新時代。

原文釋出時間為:2015-02-25

本文來自雲栖社群合作夥伴“大資料文摘”,了解相關資訊可以關注“bigdatadigest”微信公衆号

繼續閱讀