癌癥的發生發展是一個復雜的過程，DNA、表觀遺傳的變異、基因表達水平的異常等都會影響身體的健康狀態。單一組學已很難滿足科研需求，隨著測序技術的普及和分析方法的完善，多組學聯合的方法逐漸成為主流，癌癥研究也呈現出多組學發展的趨勢，在研究疾病致病機理、篩選治病靶點、發現生物標志物與進行疾病早期診斷從而對個體化治療和用藥指導中發揮重要作用。整合基因組學和轉錄組學數據，DNA層面篩選的候選基因在轉錄水平的展示，RNA層面顯著差異表達基因在基因組突變的分析，以及關鍵基因的通路富集分析等，將基因組和轉錄組緊密的起來。

● 研究樣本：六類1699例兒童腫瘤病人中收集配對的腫瘤組織和正常組織：
1. B系急性淋巴細胞性白血病（B-ALL）：689例
2. T系急性淋巴細胞性白血病 （T-ALL）：267例
3. 急性髓系白血病（AML）：210例
4. 神經母細胞瘤（NBL）：316例
5. Wilms瘤（WT）：128例
6. 骨肉瘤（OS）：89例
●測序策略：全基因組測序、全外顯子測序和轉錄組測序聯合分析、單細胞測序
●發表期刊：Nature（IF=40.137）
●發表單位：美國圣裘德兒童研究醫院

研 究 背 景
傳統治療兒童癌癥的方法除了手術，無非就是放療和化療，而這兩種方法無一不是大動干戈，以大范圍殺死自身健康細胞為代價與癌細胞“同歸于盡”。盡管如此，還是難保不會有處于休眠期的癌細胞成為“漏網之魚”，虎視眈眈的等待著卷土重來的機會。致癌位點的不明確以及具有復發轉移的特性，致使癌癥的治療大多數采用這種“傷敵一千，自損八百”的方式。但是，基于基因組學和轉錄組學的聯合分析的出現逐漸幫我們明確癌癥的致癌位點，為兒童期癌癥的治療及預防提供了新的思路。

研 究 結 果
1. 全基因組測序（WGS）解析兒童體細胞突變率及特點
作者通過全基因組分析兒童腫瘤中體細胞突變率，發現腫瘤中有11種突變類型（T1-T11），其中T10和T11作為新的體細胞突變，分別在WT和AML中較高富集；在不同的兒童腫瘤體細胞突變中，T1和T4占比。其他類型突變在39種樣品中也以較高突變率富集在每種組織型中。

2. 全基因組測序（WGS）和外顯子組測序（WES）篩選腫瘤驅動基因
通過全基因組重測序和外顯子測序技術，在兒童腫瘤中確定了142個顯著突變的驅動基因。其中78個（＞50%）驅動基因是成人泛癌研究未曾發現的，在白血病和NBL中，40%~50%點突變具有較低的等位基因突變（＜0.3），暗示亞克隆突變促進兒童腫瘤發生。同一基因突變具有不同類型，如STAG2，有5種不同的體細胞突變，SNVs、InDels、CNAs、ITDs和SV；且兩個突變基因間是存在共存和互斥關系的，該研究發現新的配對基因，如ETV6和IKZF1在AML中共存，而SHANK2和MYCN在NBL中互斥。

3. 通過WGS和WES解析體細胞突變及相關的生物學進程
通過WGS和WES分析體細胞突變及CNAs或SV，兩者檢測出的點突變是高度一致的，但WGS更能檢測出兒童腫瘤中CNAs和SV；本研究發現了與兒童腫瘤發生相關的21條生物學通路。并且發現不同類型兒童腫瘤間存在相同的生物學通路異常；有些生物學通路存在組織特異性；不同類型兒童腫瘤間相同生物學通路突變的基因也是不同的。

4. 通過WGS和RNA-seq對突變等位基因的表達及特點分析
比對WGS和RNA-seq數據分析不同類型兒童腫瘤中6959個編碼突變，發現這些突變中34%是等位基因突變。其中突變等位基因表達與DNA MAF高度相關；多數（76%）截斷突變抑制突變等位基因表達，但多數（87%）熱點突變促進突變等位基因表達；等位基因特異性表達分析不能有效檢測亞克隆雜合性缺失，可采用單細胞測序技術解決，如在不同的亞克隆細胞中分別發現WT1 D447N和11p LOH。

5. 結論
該研究聯合WGS、WES和RNA-seq多組學對1699例兒童腫瘤進行泛癌分析，這一大數據分析為我們提供了一份詳盡的兒童腫瘤基因組圖譜，不僅為臨床研發兒童腫瘤專用藥物奠定了分子基礎，而且為基礎研究兒童腫瘤的分子機制指明了方向。