Phân tích và Phân tầng Phân tử Khối u
Phân tích và phân tầng phân tử khối u là một nhánh của bệnh học phân tử, chuyên mô tả đặc điểm của ung thư dựa trên những thay đổi di truyền và phân tử, đồng thời sử dụng thông tin đó để phân loại khối u thành các nhóm phụ có ý nghĩa sinh học và lâm sàng. Thay vì chỉ dựa vào mô gốc và hình thái học, phương pháp này đọc bộ gen, hệ phiên mã và các lớp phân tử khác của khối u để xác định yếu tố thúc đẩy sự phát triển của nó và cách nó khác biệt với các loại ung thư khác có vẻ tương tự dưới kính hiển vi.
Definition
Phân tích phân tử khối u là việc phát hiện có hệ thống các thay đổi soma – đột biến, thay đổi số lượng bản sao, sắp xếp lại cấu trúc và các đặc điểm phân tử khác – trong mô khối u hoặc vật liệu khối u lưu hành; phân tầng phân tử là việc sử dụng các hồ sơ này để phân loại khối u vào các nhóm phụ có chung sinh học, tiên lượng hoặc đáp ứng dự đoán.
Scope
Lĩnh vực này định hướng người đọc về đặc điểm phân tử của khối u: phân tích bộ gen và các bảng gen đa gen, các đột biến điều khiển và điểm nóng khởi phát và duy trì ung thư, các gen hợp nhất phát sinh từ sự sắp xếp lại nhiễm sắc thể, các dấu ấn sinh học dự đoán chỉ ra các mục tiêu điều trị, và các dấu hiệu trên toàn bộ bộ gen như gánh nặng đột biến khối u và sự bất ổn định vi vệ tinh. Đây là một tổng quan tham khảo về các khái niệm và bằng chứng trong bệnh học ung thư phân tử, không phải là một quy trình để xét nghiệm hoặc điều trị cho bất kỳ bệnh nhân cá nhân nào.
Sub-topics
Core questions
- Những thay đổi soma nào xác định một khối u nhất định, và những thay đổi nào trong số đó có khả năng thúc đẩy sự phát triển của nó?
- Làm thế nào có thể phân tách các khối u trông giống nhau về mặt mô học thành các nhóm phụ phân tử riêng biệt?
- Những đặc điểm phân tử nào dự đoán đáp ứng hoặc kháng thuốc đối với một liệu pháp cụ thể?
- Các biến thể trình tự được diễn giải và báo cáo như thế nào để các phát hiện có thể tái lập giữa các phòng thí nghiệm?
Key concepts
- Thay đổi soma so với thay đổi dòng mầm
- Đột biến điều khiển so với đột biến hành khách
- Các bảng giải trình tự đa gen
- Phân tích bộ gen toàn diện
- Các con đường tín hiệu sinh ung thư
- Dấu ấn sinh học dự đoán so với dấu ấn sinh học tiên lượng
- Diễn giải biến thể và báo cáo theo cấp độ
- Phân loại và phân tầng phân tử
Mechanisms
Các bệnh ung thư tích lũy các thay đổi soma trên toàn bộ bộ gen, và chỉ một phần trong số này – các yếu tố điều khiển – mang lại lợi thế tăng trưởng chọn lọc xác định một khối u. Các công nghệ phân tích, đặc biệt là giải trình tự song song lớn (thế hệ tiếp theo), phát hiện các đột biến điểm, chèn và xóa, thay đổi số lượng bản sao và sắp xếp lại cấu trúc trên nhiều gen cùng lúc, và ngày càng nhiều trên toàn bộ exome hoặc bộ gen. Phân tích các nhóm lớn như The Cancer Genome Atlas đã chỉ ra rằng các thay đổi này hội tụ trên một tập hợp hạn chế các con đường tín hiệu sinh ung thư, cung cấp cơ sở khái niệm để nhóm các khối u đa dạng theo sinh học chung chứ không chỉ theo vị trí gốc. Các biến thể được phát hiện sau đó được diễn giải dựa trên bằng chứng đã được chọn lọc và báo cáo theo các cấp độ phản ánh ý nghĩa lâm sàng và sinh học của chúng.
Clinical relevance
Phân tích phân tử là nền tảng của thực hành hiện đại trong việc mô tả ung thư bằng các thuật ngữ phân tử và là cơ sở cho phần lớn y học ung thư chính xác, nơi các nhóm phụ được xác định bởi các thay đổi cụ thể được nghiên cứu liên quan đến các liệu pháp nhắm mục tiêu. Là một lĩnh vực tham khảo, nó giải thích cách bằng chứng phân tử về khối u được tạo ra, xác nhận và phân loại; nó mô tả đặc điểm sinh học và cấu trúc của bằng chứng và bản thân nó không phải là nguồn khuyến nghị chẩn đoán hoặc điều trị cho các cá nhân.
Epidemiology
Giải trình tự toàn diện các chuỗi khối u lớn đã lập bản đồ tỷ lệ phổ biến của các thay đổi điều khiển trên các loại ung thư, cho thấy hầu hết các khối u rắn ở người trưởng thành mang một số lượng nhỏ các sự kiện điều khiển trên nền tảng lớn hơn của các đột biến hành khách, và rằng các con đường tương tự tái diễn trên nhiều loại khối u với tần suất khác nhau. Các phân tích nhóm này cung cấp bức tranh cấp độ quần thể để diễn giải hồ sơ của một khối u cá nhân.
History
Đặc điểm hóa khối u đã chuyển từ hình thái học và hóa mô miễn dịch sang định nghĩa phân tử trong suốt cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, khi việc xác định các gen sinh ung thư và gen ức chế khối u riêng lẻ nhường chỗ cho các nghiên cứu quy mô bộ gen. Sự ra đời của giải trình tự song song lớn đã giúp việc phân tích nhiều gen cùng lúc trong các mẫu vật thường quy trở nên khả thi, và các nỗ lực hợp tác lớn đã lập danh mục các thay đổi và con đường tái diễn của ung thư ở người. Các cơ quan chuyên môn sau đó đã ban hành các tiêu chuẩn để diễn giải và báo cáo các biến thể soma, củng cố phân tích phân tử như một lĩnh vực xác định của bệnh học chẩn đoán.
Key figures
- Bert Vogelstein
- Kenneth Kinzler
- Victor Velculescu
Related topics
Seminal works
- vogelstein-2013
- sanchezvega-2018
- frampton-2013
Frequently asked questions
- Phân tầng phân tử khác với phân loại khối u truyền thống như thế nào?
- Phân loại truyền thống nhóm các khối u chủ yếu theo mô gốc và hình thái vi thể, trong khi phân tầng phân tử nhóm chúng theo các thay đổi di truyền và phân tử mà chúng mang, do đó các khối u trông giống nhau dưới kính hiển vi có thể thuộc các nhóm phụ phân tử khác nhau, và các khối u từ các cơ quan khác nhau có thể có chung một đặc điểm.
- Sự khác biệt giữa đột biến điều khiển và đột biến hành khách là gì?
- Đột biến điều khiển mang lại lợi thế tăng trưởng chọn lọc và góp phần vào sự phát triển của ung thư, trong khi đột biến hành khách được mắc phải trong quá trình nhưng bản thân nó không thúc đẩy sự phát triển của khối u; việc phân biệt hai loại này là một mục tiêu trung tâm của phân tích phân tử.