染色体外DNA（ecDNA，extrachromosomal DNA）的肿瘤基因扩增能驱动肿瘤的进化以及对疗法的耐受，这或许与癌症患者的不良治疗结局有关，目前，研究人员并不清楚是否ecDNA是基因组不稳定的后期表现，或者其是否会成为机体从发育不良到癌症过渡的早期事件。近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Extrachromosomal DNA in the cancerous transformation of Barrett"s oesophagus”的研究报告中，来自斯坦福大学等机构的科学家们通过研究深入分析了食管腺癌或巴雷特食管(Barrett"s esophagus)患者机体中ecDNA的发生及发展机制。
文章中，研究人员识别出了ecDNA此前的未知方面以及其在巴雷特食管中的潜在作用和角色。巴雷特食管是一种癌变前的组织异常，其会影响到大约1.6%的美国人群的健康，这种情况大部分是无害的，而其定义是食道内壁的细胞会变得更像肠道，并经常与患者烧心及反酸等症状有关。
虽然有可能会发生癌变，但研究人员对该疾病的识别主要是通过频繁地监测来跟进的，只有当患者机体食管内壁中发生实质性的进行性变化时才会接受治疗。好消息是，大多数被诊断为巴雷特食管的人群（大约92%的比例）并不会进展为食管腺癌（EAC，esophageal adenocarcinoma），不幸的是，这也意味着，大约8%的巴雷特食管个体未来都会进展为食管腺癌。ecDNA上的突变基因扩增此前被认为能驱动肿瘤的进化以及对疗法的耐受，且与患者的不良治疗结局也有关；目前研究人员尚不清楚是否ecDNA是肿瘤基因组不稳定性的后期表现，还是从异常组织向癌症过渡的早期事件，尽管根据此前的观察性研究，研究者认为其是一种后期表现。
(相关资料图)
在巴雷特食管中检测到染色体外DNA或与癌症的发生直接相关。
图片来源：Nature(2023). DOI:10.1038/s41586-023-05937-5
为了调查具体的细节，研究人员分析了食管腺癌或巴雷特食管患者机体的全基因组测序数据，这些数据包括了来自剑桥大学的巴雷特食管监测计划和EAC队列研究中的206份活检结果；此外，研究人员还分析了来自Fred Hutchinson癌症研究中心的一项病例对照研究中80名患者在两个时间点所收集的多个区域的活检组织的全基因组测序和组织学数据。在剑桥大学的队列中，研究者发现，ecDNA的频率在巴雷特食管早期（24%）和晚期（43%）食管腺癌之间增加，这就表明，ecDNA是在癌症进展过程中形成的。而在Fred Hutchinson癌症研究中心队列中，33%的食管腺癌患者在诊断为食管腺癌之前或诊断时至少有一次食管活检组织中携带有ecDNA。
在患者进行癌症诊断前所收集的活检组织中，后来进展为食管腺癌的患者的样本中存在的ecDNA的水平要比未进展为癌症的患者的样本中ecDNA的水平更高，而ecDNA的早期存在排除了其作为后来肿瘤相关的基因组不稳定性表现的情况。本文研究结果具有重大的意义，因为其揭示了，ecDNA或许会在个体被诊断为癌症之前出现，且高水平的ecDNA与患者的癌症进展直接相关，这或许就表明，可能存在一种癌前的疾病标志物，在疾病早期阶段通过进行ecDNA的检测，就能对巴雷特食管患者进行临床知情的早期干预，而后期研究人员还需要进行更多的深入研究来开发临床检测和相应的疗法手段。
综上，本文研究结果表明，ecDNA或许会在机体从高级别发育不良过渡到癌症的过程中出现，而且ecDNAs会在正向选择下逐步形成并不断进化。（生物谷Bioon.com）
原始出处：
Jens Luebeck，Alvin Wei Tian Ng，Patricia C. Galipeau,et al., Extrachromosomal DNA in the cancerous transformation of Barrett"s oesophagus, Nature(2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05937-5
David H. Wang, Extrachromosomal DNA appears before cancer forms, Nature(2023). DOI: 10.1038/d41586-023-00982-6
