Basic Information

• 英文标题： Comprehensive genomic characterization defines human glioblastoma genes and core pathways
• 中文标题：综合基因组特征定义了人类胶质母细胞瘤的基因和核心途径
• 发表日期：04 September 2008
• 文章类型：Article
• 所属期刊：Nature
• 文章作者：The Cancer Genome Atlas Research Network
• 文章链接：https://www.nature.com/articles/nature07385

Abstract

1. 人类癌细胞通常携带多种染色体异常、核苷酸替换和表观遗传修饰，这些因素驱动恶性转化。
2. 癌症基因组图谱（TCGA）试点项目旨在评估大规模多维度分析在人类癌症中的分子特征的价值，并迅速向研究界提供数据。
3. 这里我们报告了206个胶质母细胞瘤——最常见的成人脑癌——的DNA拷贝数、基因表达和DNA甲基化异常的中期综合分析结果，以及这206个胶质母细胞瘤中的91个的核苷酸序列异常。
4. 这一分析提供了关于ERBB2、NF1和TP53作用的新见解，揭示了磷酸肌醇-3-激酶调节亚单位基因PIK3R1的频繁突变，并为胶质母细胞瘤发展过程中改变的途径提供了一个网络视角。
5. 此外，将突变、DNA甲基化和临床治疗数据整合分析揭示了MGMT启动子甲基化与错配修复缺陷导致的高突变表型之间的联系，在经过治疗的胶质母细胞瘤中观察到这一现象，这一发现具有潜在的临床意义。
6. 综合来看，这些发现确立了TCGA的可行性和强大性，证明它能够快速扩展对癌症分子基础的认识。

Main

1. 癌症是一种基因组改变的疾病：DNA序列变化、拷贝数异常、染色体重排以及DNA甲基化的改变共同驱动人类恶性肿瘤的发展和进展。

2. 随着人类基因组的完全测序和高通量基因组技术的持续改进，现在可以考虑对人类癌症基因组进行全面调查。

3. 癌症基因组图谱（TCGA）旨在通过综合多维度分析，在大量人类肿瘤样本中记录和发现主要的致癌基因组改变。

4. TCGA 研究的第一个癌症是胶质母细胞瘤，这是成人中最常见的原发性脑肿瘤1。

5. 原发性胶质母细胞瘤占活检或切除病例的90%以上，它在没有低级别疾病前史的情况下自发产生，而继发性胶质母细胞瘤则从先前诊断出的低级别胶质瘤进展而来1。

6. 新诊断为胶质母细胞瘤的患者中位生存期约为1年，对所有治疗方法的反应通常较差2。

7. 二十年的分子研究表明，在人类胶质母细胞瘤中存在重要的遗传事件，包括：(1) 通过受体酪氨酸激酶(RTK)基因的扩增和突变激活来调控生长因子信号；(2) 磷脂酰肌醇-3-磷酸激酶(PI(3)K)途径的激活；以及 (3) p53 和视网膜母细胞瘤肿瘤抑制途径的失活1。

8. 最近的全基因组分析研究还显示了胶质母细胞瘤之间显著的基因组异质性，并且胶质母细胞瘤内存在分子亚类，这些亚类一旦完全界定，可能会使治疗分层成为可能3,4,5,6,7,8。

9. 尽管这些基础知识零散不全，但有关胶质母细胞瘤遗传学的基础知识为探索是否可以从更系统地检查胶质母细胞瘤基因组中获得新的见解奠定了基础。

10. 作为公共资源，所有TCGA数据均存放在数据中心（DCC）供公众访问（http://cancergenome.nih.gov/）。

11. TCGA数据根据数据类型（例如，临床、突变、基因表达）和数据级别进行分类，以便于结构化地访问该资源，并同时保护患者的隐私。

12. 数据组织的概述在补充方法中提供，详细的描述可以在TCGA数据指南中找到（http://tcga-data.nci.nih.gov/docs/TCGA_Data_Primer.pdf）。

Biospecimen collection

1. 回顾性生物样本库通过手术病理报告和临床记录筛选出新诊断的胶质母细胞瘤病例（补充图 1）。

2. 进一步选择了具有匹配外周血以及相关人口统计、临床和病理数据的样本（补充表 1）。

3. 相应的冷冻组织在生物样本核心资源中心（BCR）进行了复查，确保至少含有 80% 的肿瘤细胞核并且最多不超过 50% 的坏死区域（补充图 1）。

4. 从合格的生物样本中提取的 DNA 和 RNA 进行了额外的质量控制检测（补充方法），然后分发到 TCGA 中心进行分析（补充图 2）。

5. 排除肿瘤含量不足（n = 234）和核酸质量或数量次优（n = 147）的样本后，从筛选的587份生物样本中，有206份（35%）符合进行拷贝数、表达和DNA甲基化分析的条件。

6. 其中，143例有匹配的正常外周血DNA，因此适合进行重测序。

7. 这一队列还包括21例术后胶质母细胞瘤病例，用于探索性比较（补充表1）。

8. 尽管剩余185例新诊断的胶质母细胞瘤中可能包含少量进展性二次胶质母细胞瘤，但该队列主要代表原发性胶质母细胞瘤。

9. 实际上，与已发表的队列相比，TCGA中新诊断的胶质母细胞瘤病例的总生存期与文献报道相似（补充图3，P = 0.2）。

Genomic and transcriptional aberrations

1. 基因组拷贝数改变（CNAs）在三个微阵列平台上进行了测量（补充方法），并使用多种分析算法进行分析（补充图4和补充表2至4）。
2. 除已知的改变外，我们还检测到以前未在胶质母细胞瘤中报道过的显著性重复局灶性改变，例如NF1和PARK2的纯合缺失以及AKT3的扩增（图1a和补充表2至4）。
3. 寻找信息量丰富但频率较低的CNAs也揭示了一些罕见的局灶性事件，如FGFR2和IRS2的扩增及PTPRD的缺失（补充表4）。
4. 通过多个平台上的转录本特异性和外显子特异性探针，还测量了蛋白质编码基因和非编码miRNA的丰度（补充方法）。
5. 整合后的基因表达数据集显示，在重复CNAs中的大约76%的基因的表达模式与拷贝数相关（补充表2）。
6. 此外，基于单核苷酸多态性（SNP）的分析还编目了等位基因杂合性丢失（LOH），其中最显著的区域是包含TP53的17p（补充方法）。

Figure 1: Significant copy number aberrations and pattern of somatic mutations.

• a, 焦点高水平CNAs的频率和显著性。已知和推测的目标基因列于每个显著CNA之下，其中"基因数量"表示每个焦点CNA边界内的基因总数。
• b, c, 91个胶质母细胞瘤样本中沉默突变(b)和非沉默突变(c)的数量分布，根据其治疗状态分开，显示出19个治疗样本中有7个存在高突变。
• d, 91个胶质母细胞瘤中显著突变的基因。达到错误发现率小于0.1的八个基因在此展示。未治疗样本中的体细胞突变为深蓝色；而在治疗组中统计非高突变和高突变样本中的突变则分别为较浅的蓝色色调。

Patterns of somatic nucleotide alterations in glioblastoma

1. 从143个病例中选择了91对匹配的肿瘤-正常样本（72例未经治疗和19例经治疗）来检测601个选定基因中的体细胞突变（补充表5）。

2. 所得序列总计9700万个碱基对（每样本110万±10万个碱基），发现了223个独特基因中的453个验证过的非沉默体细胞突变，其中79个基因含有两个或更多突变事件（补充表6；另见http://tcga-data.nci.nih.gov/docs/somatic_mutations/tcga_mutations.htm）。

3. 未治疗和已治疗的胶质母细胞瘤之间的背景突变率明显不同，平均每样本分别为1.4与5.8个体细胞沉默突变（72例未治疗样本中有98个突变，而19例已治疗样本中有111个突变，P<10^-21）。

4. 这一差异主要由七个高度突变样本驱动，这些样本的沉默和非沉默突变频率都很高（图1b、c）。

5. 七个高度突变肿瘤中有四个来自之前接受替莫唑胺治疗的患者，三个来自接受CCNU（洛莫司汀）单独或联合治疗的患者（补充表1b）。

6. 在具有MSH6突变的三个胶质母细胞瘤标本中描述了胶质母细胞瘤的高度突变表型16,17，这促使我们对参与错配修复（MMR）的基因进行了系统分析。

7. 实际上，在七个高度突变样本中有六个样本至少在一个错配修复基因MLH1、MSH2、MSH6或PMS2中存在突变，而在84个非高度突变样本中只有一个样本存在这样的突变（P=7×10^-8），这表明在来自治疗患者的这些高度突变样本中，DNA修复能力下降可能发挥了作用。

8. 通过应用突变显著性的统计分析，我们鉴定出八个基因具有显著性突变（错误发现率小于10^-3）（图2d和补充表6）。

9. 有趣的是，在72个未经治疗的胶质母细胞瘤样本中检测到了27个TP53突变（占比37.5%），而在19个经治疗的样本中检测到11个突变（占比58%）。

10. 所有这些突变都聚集在DNA结合域，这是人类癌症中p53突变的一个已知热点（补充图5和补充表6）。

11. 考虑到在这批新诊断病例中主要为原发性胶质母细胞瘤，这一结果毫无疑问地证明了p53突变在原发性胶质母细胞瘤中是一种常见事件。

Figure 2: Mutations in NF1 tumour suppressor gene and EGFR family members.

• a, 在91个胶质母细胞瘤肿瘤中检测到NF1体细胞突变。观察到了错义突变和导致截短的无义、移码及剪接位点突变。剪接位置以最邻近外显子(e#)的碱基数表示，外显子编号依据人类基因突变数据库中的NF1参考转录本；正值表示在外显子3'端，负值表示在外显子5'端。星号表示终止密码子。fs, 移码突变。
• b, NF1基因座的拷贝数与突变状态与表达水平(y轴)的相关性。预计导致表达产物减少的突变事件(包括缺失、无义、剪接位点和移码突变)通常表现出较低的实际表达水平。HomoDel, 同源缺失；HemiDel, 单拷贝丢失；Neutral, 拷贝数不变(假定为二倍体)；Amp, 拷贝数增加。每个样本中NF1基因座的拷贝数状态如补充信息所述确定。
• c, TCGA样本TCGA-08-0356(红色)、TCGA-02-0064(蓝色)和TCGA-02-0529(绿色)在EGFR基因座的DNA拷贝数和mRNA表达谱。上图显示基于Affymetrix SNP6.0数据的分段DNA拷贝数与染色体7上的基因组坐标。下图显示已知EGFR外显子在Affymetrix Exon阵列上的相对外显子表达水平，按基因组位置排序，其中相对表达是外显子强度与基因强度的中值中心差。EGFR基因模型位于两图之间。黑色线标记了从第2至第7以及第26至第28外显子的基因组位置。注意结构性缺失导致绿色和蓝色样本中外显子2-7的相对低表达，红色样本中外显子26-28的相对低表达。
• d, 在91个胶质母细胞瘤肿瘤中检测到ERBB2体细胞突变。突变在两种基因的胞外域聚集。剪接位点突变的位置以最邻近外显子(e#)的碱基数表示；正值表示在外显子3'端。

NF1 is a human glioblastoma suppressor gene

NF1是一个人类胶质母细胞瘤抑制基因

1. 尽管已有报道在一小部分人类胶质母细胞瘤肿瘤中发现了NF1的体细胞突变19，但其作用仍存在争议20，尽管在小鼠模型系统中有强有力遗传学数据20,21,22。
2. 在这里，我们在13个样本（占91个样本的14％）中鉴定了19个NF1体细胞突变，包括6个无义突变、4个剪接位点突变、5个错义变化和4个移码插入/缺失（indels）（图2a）。
3. 其中五个突变—R1391S23、R151324、e25 -1和e29 +125以及Q196626—已作为神经纤维瘤病患者的生殖细胞变异被报道过，因此可能是失活的。
4. 此外，在整个中期样本集206例中观察到了30个NF1杂合性缺失，其中6例还携带点突变（补充表8和9）。
5. 一些样本也表现出表达丧失而没有基因组改变的证据（图2b）。
6. 总体上，在这206个患者样本中至少有47个样本（23％）携带了体细胞NF1失活突变或缺失，明确地指出了NF1与散发性人类胶质母细胞瘤的相关性。

Prevalence of EGFR family activation

EGFR家族激活的普遍性

1. EGFR 在原发性胶质母细胞瘤中经常被激活。第III变异体的胞外域缺失（'vIII突变体'）是最常描述的事件，此外还有胞外域点突变和胞质域缺失。

2. 在这里，高分辨率基因组学和外显子特异性转录组学分析轻松检测到了vIII和羧基末端缺失，并伴有相应改变的转录本（图2c）。

3. 在91例具有体细胞突变数据的胶质母细胞瘤病例中，22例携带野生型EGFR的焦点扩增而没有点突变，16例除了焦点扩增外还带有点突变，3例有EGFR点突变但没有扩增。

4. 总体而言，在91个测序样本中有41个观察到了EGFR的改变。

5. 此前，ERBB2突变仅在一个胶质母细胞瘤肿瘤中有过报道。

6. 在TCGA队列中，验证了91个样本中的7个样本存在11个ERBB2体细胞突变，包括3个激酶域突变和2个涉及V777A的突变，V777A是肺癌、胃癌和结肠癌中反复出现的错义和框内插入突变的位点。

7. 其余八个突变（包括七个错义突变和一个剪接位点突变）发生在蛋白质的胞外域，类似于胶质母细胞瘤中的EGFR体细胞替换（图2d）。

8. 与乳腺癌不同，在胶质母细胞瘤中未观察到ERBB2的焦点扩增。

Somatic mutations of the PI(3)K complex in human glioblastoma

人体胶质母细胞瘤中PI(3)K复合体的体细胞突变

1. PI(3)K复合体由一个催化活性蛋白p110α（由PIK3CA编码）和一个调节蛋白p85α（由PIK3R1编码）组成。

2. PIK3CA中的频繁激活错义突变已在多种肿瘤类型中被报道，包括胶质母细胞瘤。

3. 这些突变主要发生在适配器结合域(ABD)以及C2螺旋和激酶域。

4. 实际上，在91个测序样本中有6个检测到了PIK3CA的体细胞核苷酸替换（补充表6）。

5. 除了已经在COSMIC数据库中报告的四个匹配事件外，还在PIK3CA的适配器结合域中检测到两个新的框内缺失（‘L10del’和‘P17del’）。

6. 这些缺失可能破坏p110α与其调节亚基p85α之间的相互作用。

7. 与PIK3CA不同，PIK3R1在癌症中作为突变基因鲜有报道。在先前报告的五个PIK3R1核苷酸替换中，有一个出现在胶质母细胞瘤中。

8. 在我们分析的TCGA队列中，91例胶质母细胞瘤中有9例检测到了PIK3R1体细胞突变。

9. 这些突变样本中没有一个同时存在PIK3CA突变。

10. 在这九个突变中，八个位于间隔SH2（或iSH2）结构域内，其中四个是3碱基对的框内缺失。

11. 根据PI(3)K晶体结构，该结构将p85α中的D560和N564氨基酸残基识别为与p110α C2结构域中的N345残基接触点，胶质母细胞瘤中检测到的突变集中在这三个氨基酸残基周围。

12. 这些突变包括PIK3CA中的一个N345K突变（之前在结肠癌和乳腺癌中已有报道）以及两个PIK3R1中的新D560突变（D560Y和N564K）。

13. 我们还发现了PIK3R1中跨越D560至S565残基的18个碱基对缺失（DKRMNS），此外还有三个其他新发现的缺失（R574del、T576del和W583del），这些缺失靠近这三个关键残基。

14. 我们推测，由于这些缺失导致的空间约束可能阻止了p85α N-末端SH2（nSH2）结构域与p110α螺旋结构域之间的抑制性接触，从而导致PI(3)K持续活性。

15. 综合来看，围绕PI(3)K晶体结构定义的关键残基聚集的突变模式强烈表明，这些新的PIK3R1点突变和插入缺失破坏了重要的C2-iSH2相互作用，解除了p85α对p110α的抑制作用

Figure 3: PIK3R1 and PIK3CA mutations in glioblastoma.

• a, 在TCGA肿瘤中发现的突变位置标记在骨架图上方。ABD, 适配器结合域；RBD, Ras结合域；C2, 膜结合域；nSH2, N端SH2域；iSH2, 间SH2域；cSH2, C端SH2域。
• b, 在p110α的C2结构域与p85α的iSH2结构域相互作用界面上找到的四个突变。p85α的两个残基D560和N564位于与p110α的C2结构域残基N345形成氢键的距离内。

MGMT methylation and MMR in treated glioblastomas

1. 针对2,305个基因启动子区域内CpG岛中的CpG二核苷酸特异性的DNA甲基化水平相对于正常脑组织DNA进行了测量（补充表7和补充方法）。
2. MGMT是一种从鸟嘌呤残基去除烷基团的DNA修复酶，其启动子区域的甲基化状态与胶质母细胞瘤对烷化剂的敏感性相关。
3. 在91个测序病例中，发现19个样本含有MGMT启动子甲基化（包括72个未经治疗病例中的13个以及19个经治疗病例中的6个）。
4. 将这些数据与体细胞突变数据对比后，在处理过的样本中，MGMT甲基化状态与高突变表型之间出现了一种有趣的关系。
5. 具体来说，在处理过的胶质母细胞瘤样本中，MGMT甲基化与核苷酸替换谱的显著变化相关（图4a）。
6. 在缺乏MGMT甲基化的处理样本（n = 13）中，验证的体细胞突变中有29%（99个突变中的29个）发生在CpG二核苷酸中的G·C到A·T转换（这是甲基化胞嘧啶自发脱氨基的特征），而所有突变中类似的23%（99个突变中的23个）发生在非CpG二核苷酸中的G·C到A·T转换。
7. 相比之下，在具有MGMT甲基化的处理样本（n = 6）中，所有突变中有81%（181个突变中的146个）为非CpG二核苷酸中的G·C到A·T转换类型，而在CpG中仅4%（181个突变中的8个）为G·C到A·T转换突变。
8. 这种模式与因治疗导致的无法修复烷基化鸟嘌呤相一致。
9. 换句话说，MGMT甲基化使处理样本的突变谱偏向于非CpG位点上的G·C到A·T转换占主导地位。

Figure 4: Pattern of somatic mutations, MGMT DNA methylation and MMR gene mutations in treated glioblastomas.

• a, 关键样本组中每个肿瘤经验证的体细胞核苷酸替换的平均数量显示在y轴上，并由条形图的高度表示。样本根据患者的治疗状态（未治疗用减号表示；已治疗用加号表示）、MGMT的DNA甲基化状态（Meth，DNA甲基化；减号，未甲基化）以及MMR基因的遗传状态（减号，没有基因突变；Mut，MLH1、MSH2、MSH6或PMS2中的一个或多个基因突变）沿x轴分组；每根条形图下方的数字表示该组中的样本数。条形图按核苷酸替换类型着色，包括非CpG位点的G到A转换（蓝色）、CpG位点的G到A转换（绿色）和其他突变类型（灰色）。
• b, 根据治疗状态和MGMT的甲基化状态，MMR基因中的突变谱的条形图。替换类型的颜色代码与a相同。

1. 值得注意的是，MMR基因本身的突变谱反映了MGMT甲基化状态和治疗后果。
2. 在六个MGMT甲基化的、高突变的（经过治疗的）肿瘤中发现的所有七个MMR基因中的突变都是在非CpG位点发生的G·C到A·T突变（图4b和补充表6），而未甲基化的、高突变肿瘤中的两个MMR突变都没有这种特征。
3. 因此，这些数据表明，在治疗背景下，MMR缺陷与MGMT甲基化共同对胶质母细胞瘤肿瘤中的体细胞点突变的整体频率和模式产生强大影响，这是一个具有潜在临床意义的观察结果。

Integrative analyses define glioblastoma core pathways

1. 为了构建胶质母细胞瘤基因组中常见遗传改变的整体视图，我们将明确的遗传改变——验证过的体细胞核苷酸替换、同源缺失和焦点扩增——映射到与胶质母细胞瘤相关的主要信号通路1上。
2. 这一分析确定了一个高度互联的异常网络（补充图7和8），其中包括三条主要通路：RTK信号通路，以及p53和RB肿瘤抑制通路（图5）。

Figure 5: Frequent genetic alterations in three critical signalling pathways.

• 显示了 RTK/RAS/PI(3)K 通路(a)、p53通路(b)和 RB 通路(c)成分的主要序列改变和显著的拷贝数变化。红色表示激活遗传改变，频繁改变的基因颜色更深。相反，蓝色表示失活改变，颜色更深对应更高的改变百分比。对于每个特定通路的改变成分，指示了改变的性质以及受影响肿瘤的百分比。方框内包含具有至少一个已知通路成分基因改变的胶质母细胞瘤的最终百分比。

1. 仅凭拷贝数数据，206个样本中有66%、70%和59%分别携带RB、TP53和RTK途径的体细胞改变（补充表8）。

2. 在有测序数据的91个样本中，体细胞改变的频率分别增加到87%、78%和88%（补充表9）。

3. 各途径内成分改变之间存在统计学上倾向于相互排斥的现象（p53、RB和RTK途径的p值分别为9.3 × 10-10、2.5 × 10-13和0.022；补充表10），这与途径中一个成分失调可缓解对其他成分的进一步选择压力的观点一致。

4. 然而，我们观察到一个样本同时携带三个途径中至少一个异常基因的可能性大于随机机会（单尾，p = 0.0018）（补充表10）。

5. 实际上，74%的样本在这三个途径中都有异常，这一模式表明三个途径的失调是胶质母细胞瘤发病的核心需求。

6. 除了频繁发生的 PTEN 脂质磷酸酶肿瘤抑制基因的缺失和突变之外，86% 的胶质母细胞瘤样本至少在一个核心 RTK/PI3K 通路中存在一个遗传事件（图 5a）。

7. 除了 EGFR 和 ERBB2 之外，PDGFRA （13%） 和 MET （4%） 显示出频繁的异常。

8. 在总共 91 个测序样本中有 10 个样本在至少 2 个已列出的 RTKs （EGFR、ERBB2、PDGFRA 和 MET） 中存在扩增或点突变，这表明基因组激活可能是共激活 RTKs 的一种机制。

9. p53途径的失活表现为ARF缺失（55%），MDM2（11%）和MDM4（4%）的扩增，此外还包括p53本身的突变（图5b和补充表8）。

10. 在91个测序样本中（补充表9），TP53中的遗传损伤与MDM2或MDM4中的遗传损伤是互斥的（比值比均为0.00；P值分别为0.02和0.068；补充表10），但与ARF中的遗传损伤不是互斥的。

11. 实际上，在携带TP53突变的32个肿瘤中，有10个也出现了ARF的缺失，这表明CDKN2A位点（该位点编码p16INK4A和ARF）的纯合子缺失至少部分是由p16INK4A驱动的。

12. 在含有 RB 通路异常的样本中（占 77%，图 5c），最常见的事件是 9p21 染色体上的 CDKN2A/CDKN2B 位点缺失（分别占 55% 和 53%），其次是 CDK4 位点的扩增（14%）（图 1a 和补充表 8 及 9）。

13. 尽管 CDK/RB 通路成员中的拷贝数变异可以在同一肿瘤中共存14，但所有九个含有 RB1 核苷酸替换的样本（表 S9）均未出现 CDKN2A/CDKN2B 缺失或其他通路内的拷贝数变异，这表明通过核苷酸替换使 RB1 失活与通过拷贝数丢失的方式不同，它消除了对上游周期素/周期素依赖性激酶激活的遗传压力。

Discussion

1. 在建立这一试点项目的过程中，TCGA在生物样本库和样本收集方面制定了重要原则，并建立了可服务于未来类似工作的基础设施。

2. 尽管确保了高质量的数据，但严格的生物样本选择标准可能引入了一定程度的偏见，因为排除了小样本和坏死水平高的样本。

3. 不过，该队列的临床参数与其他已发表队列相似（补充图3和补充表1）。

4. 从互补技术平台获得的多维度基因组数据的综合分析已被证明具有信息价值。

5. 除了确定RB、p53和RTK/RAS/PI(3)K途径的失调是大多数甚至可能是所有胶质母细胞瘤肿瘤中的必发事件之外，突变模式也可能对未来治疗决策提供指导。

6. 可以合理推测，CDKN2A或CDKN2C缺失或失活突变的患者，或是CDK4/CDK6扩增的患者，可能适合使用CDK抑制剂进行治疗，而这种策略不太可能对RB1突变的患者有效。

7. 同样地，PTEN缺失或PIK3CA或PIK3R1激活突变的患者可能会从PI(3)K或PDK1抑制剂中获益，而AKT3扩增改变PI(3)K途径的肿瘤可能对这些疗法产生抗性。

8. 基因组共扩增的存在强化了最近关于单个胶质母细胞瘤样本中存在多个磷酸化（激活）RTK的报道，这提示了一种针对特定RTK突变模式定制抗RTK治疗鸡尾酒的方法。

9. 此外，组合抗RTK疗法可能与下游PI(3)K或细胞周期调节因子的抑制协同作用。

10. 相比之下，NF1突变的胶质母细胞瘤可能从RAF或MEK抑制剂联合治疗中受益，正如BRAF突变癌症所示。

11. 对于胶质母细胞瘤而言，最重要的生物标志物之一是MGMT的甲基化状态，该状态预示着对替莫唑胺（一种烷化剂，目前是胶质母细胞瘤患者的治疗标准）的敏感性。

12. 尽管样本数量较小，但突变、DNA甲基化和临床（治疗）数据的综合分析表明了一系列可能影响临床反应和结局的相互关联事件。

13. 新诊断的具有MGMT甲基化的胶质母细胞瘤对烷化剂治疗反应良好，部分原因是未修复的烷化鸟嘌呤残基引发徒劳的错配修复循环，这可能导致细胞死亡。

14. 因此，用烷化疗法治疗MGMT缺陷的胶质母细胞瘤会产生强大的选择压力来丧失错配修复功能。

15. 这一结论与我们的观察一致，即错配修复基因本身在非CpG位点发生了特征性的C·G至A·T转换，这是由于未修复的烷化鸟嘌呤残基导致的。

16. 因此，最初的MGMT甲基化与治疗相结合，可能会导致突变谱的变化，影响错配修复基因的突变，并产生丧失错配修复功能的选择压力。

17. 换句话说，我们的发现提示，最初对当前一线治疗有反应的患者可能会发展出不仅治疗抵抗，而且是MMR缺陷的高突变表型。

18. 如果这一假设得到验证，可以推测设计用于靶向错配修复缺陷细胞的特异性策略将与烷化剂合理地联合使用，可能预防或最小化此类抗性的出现。

19. 相反，这种由治疗介导的突变表型可能会增强能赋予针对治疗抵抗的途径突变，从而告诫将烷化剂与靶向药物组合使用，因为这可能会大幅度增加对这类靶向药物产生抵抗的概率。

20. TCGA 利用统计上稳健的样本数量生成前所未有的多维度数据集的能力，为发现新的癌症干预措施的新时代奠定了基础。

21. 整合分析导致了一个未曾预料到的关于潜在耐药机制假设的提出，这恰恰凸显了此类项目设计的价值和力量，展示了如何通过对大型样本队列进行无偏见和系统的癌症基因组分析来实现重要发现。

Methods Summary

1. 生物样本在适当机构审查委员会批准下从组织来源库回顾性筛选，用于新诊断的胶质母细胞瘤，肿瘤细胞百分比至少达到80%。
2. 从符合条件的样本中提取的RNA和DNA被分发到TCGA中心进行分析。
3. 使用桑格方法对肿瘤和正常样本中的全基因组扩增基因组DNA样品进行了测序。
4. 突变被识别、通过第二个基因分型平台验证，并系统地分析以确定显著突变基因，在校正了核苷酸类型背景突变率和每个基因的序列覆盖度之后。
5. 使用Agilent 244K、Affymetrix SNP6.0和Illumina 550K DNA拷贝数平台进行了DNA拷贝数分析。
6. 使用多种算法（GISTIC、GTS、RAE）识别了样本特异性和反复出现的拷贝数变化。
7. 使用Affymetrix U133A、Affymetrix Exon 1.0 ST、定制Agilent 244K和Agilent miRNA阵列平台生成了信使RNA和微小RNA（miRNA）表达谱。
8. mRNA表达谱被整合为每个样本中每个基因相对基因表达的单一估计值。
9. 使用Illumina GoldenGate测定法测量了CpG二核苷酸的甲基化。
10. 所有DNA序列改变、拷贝数、mRNA表达、miRNA表达和CpG甲基化的数据均以标准通用格式存入TCGA数据中心http://cancergenome.nih.gov/dataportal/。
11. 提交给DCC的所有档案均经过验证，以确保具有共同文档结构，并确保正确使用识别信息。

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