突变特征:解读肿瘤的历史
不同的突变过程在基因组上留下不同的指纹。突变特征是碱基变化的特征分布及其由一个过程产生的序列背景,例如紫外线、烟草烟雾、APOBEC 酶或特定的修复缺陷。将肿瘤的突变分解为特征可以表明是什么塑造了它。
快速解答
不同的突变过程在基因组上留下不同的指纹。突变特征是碱基变化的特征分布及其由一个过程产生的序列背景,例如紫外线、烟草烟雾、APOBEC 酶或特定的修复缺陷。将肿瘤的突变分解为特征可以表明是什么塑造了它。
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DNA 修复和基因组不稳定性
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一些最具特征的单碱基取代签名及其可以指示的内容。图案被简化;签名标签遵循广泛使用的 COSMIC 目录。
| 过程 | 模式简介 | 它可以表明什么 |
|---|---|---|
| 紫外线 | 相邻嘧啶处的C>T | 日光暴露诱变(黑色素瘤,皮肤) |
| 烟草烟雾 | C>A 颠换 | 吸烟相关突变(肺、头和颈) |
| APOBEC | TpC处聚集的C>T和C>G | 内源性胞苷脱氨酶活性 |
| 错配修复缺陷 | 重复插入缺失、特定碱基变化 | MSI高,林奇综合症背景 |
| 同源重组缺陷 | 微同源性缺失、重排 | 可能的铂和 PARP 抑制剂敏感性 |
| POLE 校对损失 | 特定三核苷酸中的C>A和C>T | 超突变肿瘤 |
签名是如何定义的
最成熟的框架通过变化(例如 C>T)和侧翼碱基对每个单碱基替换进行分类,给出 96 个类别。大型泛癌数据集被数学分解为一组参考特征,每个特征都是这 96 个类别的概率分布。
存在用于小插入和删除以及结构重排的附加目录。一些参考签名有已知的原因;其他的病因仍不明。
签名可以暗示什么
主要的紫外线特征表明阳光照射;与吸烟相关的突变的烟草特征;同源重组缺陷的微同源性的许多小缺失的特征; APOBEC 活动的 TpC 上下文签名。
特征会随着时间的推移而积累,因此肿瘤基因组携带着反映其整个历史的混合物,包括早期活跃但现在沉默的过程。
解释限制
特征拟合是一种统计估计。低突变计数、目标组而不是整个基因组、测序假象和密切相关的参考特征都会降低置信度。
与修复缺陷相关的特征是支持性证据,而不是功能测定,应与检测到的实际变异和临床背景一起阅读。
从签名到行动
少数签名目前具有直接的临床影响力。同源重组缺陷和错配修复特征可以支持通常在专用检测中做出的治疗决策,校对或 APOBEC 特征有助于解释意外的高突变计数。大多数其他签名都是描述性的。
实际规则是签名强化或挑战以其他方式获得的结果。它很少单独作为治疗的基础,并且应谨慎对待弱或小组衍生的签名调用。
要点
- ·突变特征是由不同的突变过程留下的特定于上下文的模式。
- ·它们可能涉及紫外线或烟草等暴露,或 HRD 或校对损失等缺陷。
- ·特征分析是一种概率估计,很大程度上取决于检测广度和突变计数。
将这些基因置于通路背景中
常见问题解答
靶向基因组能否提供可靠的突变特征?
通常不会。特征拟合是一种统计估计,需要很多突变;低计数、仅面板数据、测序假象和类似的参考特征都会降低置信度,并且首选全基因组或全外显子组数据。
突变特征实际上可以告诉你什么?
它可能暗示过去的暴露(例如紫外线或烟草),或过程(例如 APOBEC 活性、同源重组缺陷或聚合酶校对损失)——作为支持性证据,而不是功能测定。
为什么一种肿瘤会表现出多种特征?
特征随着时间的推移而积累,因此肿瘤基因组携带着反映其整个历史的混合物,包括早期活跃但后来停止的过程。
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