学术成果 | Clinical Cancer Research发表肝癌HBV整合和突变组学研究成果 SIM技术助力肝癌早筛

发布时间 :2021/05/10 来源 :亚洲版体育在线投注

近日,国家肝癌科学中心/上海东方肝胆外科医院王红阳院士团队、广州南方医院侯金林教授团队与亚洲版体育在线投注共同完成的研究成果--“The Landscape of Cell-free HBV Integrations and Mutations in Cirrhosis and Hepatocellular Carcinoma Patients”,发表在国际一流期刊Clinical Cancer Research(IF=10.1)上。在此项研究中,亚洲版体育在线投注作为共同通讯作者单位深度参与其中,并承担了队列样本的基因检测、数据挖掘与模型构建等工作。

 

 

本研究成果基于多中心、前瞻性万人队列肝癌极早期预警标志物筛查项目--PreCar得出。研究通过SIM技术,在组学层面展示了肝癌(HCC)和肝硬化(LC)患者中cfDNA乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)整合和突变的差异。通过对HBV突变的研究,我们发现了一个潜在和HCC相关的热点突变区域,借助此区域,可以在AFP的基础上提高HCC的诊断效果。

 

实验设计

 

该研究从中国的13家医院纳入998例样本,其中肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)481例,肝硬化(liver cirrhosis,LC)样本517例。该研究采用了二代测序技术(NGS),基于环状单分子扩增(Circulating Single-Molecule Amplification and Resequencing Technology,cSMART)技术,设计了一个可以同时检测HBV-Human整合和HBV突变的方法SIM(Simultaneously detect the HBV integration and mutation in cfDNA)。借助此方法,我们完成了所用样本cfDNA中HBV整合和突变测序分析(Figure 1)。

 

Figure1  Study design

 

 

研究结果

 

结果显示,在HCC的cfDNA样本中共发现6,861个整合事件,多于LC的2,475个。并且ctDNA浓度和整合事件呈正相关(Figure 2A-C)。

 

在所有HCC的cfDNA整合事件中,大部分的插入位点都是随机的(Figure 2D)。重复出现整合事件的基因,除了之前已报道的热点整合基因如 TERT 和 KMT2B,还包括 FN1 和 FRMD4B(Figure 2D)。在之前的研究中,FN1 整合只出现在癌旁组织中,而 FRMD4B 作为热点整合基因则还没有相关的报道。在整合位点上,TERT 基因大部分位于/接近于启动子区,而 FN1 大部分位于内含子区域(Figure 2E-F)。通过对来自配对肿瘤组织的测序数据进行比较,证实了cfDNA中大多数重复出现的整合事件来自肿瘤组织(Figure 3)。

 

Figure2  HBV integration sites on HCC cfDNA

 

Figure3  The origin of HBV integration breakpoints
(对应原文Figure 4D-E)

 

HBV突变结果中,本研究首次在组学层面展示HBV-gtB和HBV-gtC的突变图谱(Figure 4A)。并在此基础上,筛选到了潜在和HCC相关的热点突变区域:nt1100-nt1500,该区域包含有多个HCC风险相关的突变点(Figure 4B)。基于这些突变点和AFP,我们使用随机森林的方法构建了一个HCC诊断器。结果显示,该诊断器可以在AFP的基础上提高HCC的诊断效果(Figure 4D)。


Figure4  HBV mutation hotspots detected by SIM technology
(对应原文Figure 5)

主要结论

 

基于cSMRT技术,我们开发了一套可以同时检测HBV整合和突变的建库方式和分析方法(SIM)。借助SIM技术,我们在组学上对cfDNA中的HBV整合/突变进行了深入研究,并与配对的组织进行了比较分析。这些发现为非侵入性检测病毒的整合/突变提供了可能性。